Dal vascolare Fisiologia integrata e sperimentale Therapeutics (VIPERx) Laboratorio, questo lavoro è stato sostenuto da fondi del Dipartimento di Chirurgia, Università di California, San Francisco e l&#39;Istituto Nord della California per la ricerca e l&#39;istruzione. Il progetto descritto è stato sostenuto dal Premio Numero KL2RR024130 dal Centro nazionale per le risorse di ricerca. Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresentano necessariamente il punto di vista ufficiale del centro nazionale per le risorse di ricerca o il National Institutes of Health.

La seguente procedura, sviluppato come parte di uno studio investigatore-avviato, è stato esaminato e approvato dalla University of California, San Francisco (UCSF) Commissione per la ricerca dell&#39;uomo (CHR) e tutti i partecipanti ha dato il consenso informato. 1. apparecchiature <ol><li> Utilizzare un sistema di acquisizione di immagini ECG gated per registrare e analizzare la FMD. Collegare un ecografia Philips HD11 a un PC desktop. </li><li> Collegare un segnale video dalla ultrasuoni con una speciale carta di frame-grabber sul PC. </li><li> Relè un segnale audio dalla ultrasuoni per un modulo gating ECG che amplifica il segnale. Portare il segnale amplificato al PC, per consentire al software di acquisizione delle immagini per identificare e registrare le immagini in un punto costante del ciclo cardiaco. Generare il segnale dal forte deflessione del onda R in ECG. </li><li> Utilizzare un 5-12 MHz array lineare trasduttore di ottimizzare la risoluzione alla profondità dell&#39;arteria brachiale. </li></ol> 2.Oggetto Preparazione <ol><li> Assicurarsi che i partecipanti veloce ed evitare di esercizio per 8 ore prima dell&#39;esame, nonché evitare la caffeina o nicotina per almeno quattro a quattro zampe. Assicurarsi che i partecipanti evitano i farmaci che influenzano il tono vascolare e della gittata cardiaca per quattro emivita. NOTA: dieta, i farmaci, e l&#39;ora del giorno può influenzare i risultati. </li><li> Condurre l&#39;esame in una zona tranquilla, stanza buia a 21 ° C. Nel condurre studi longitudinali, tenere gli esami di ripetizione alla stessa ora del giorno. </li></ol> 3. misurazioni di base <ol><li> Chiedere al soggetto di giacere supino su un tavolo d&#39;esame. Collegare un ECG a 3 derivazioni in una posizione standard. Risolvere eventuali problemi ortopedici per assicurare il soggetto sarà comodo e astenersi dal movimento durante l&#39;esame. </li><li> Lasciare il soggetto a riposo per 10 min prima dell&#39;inizio della prova. Dopo 5 minuti di riposo, misurare la pressione del sangue del soggetto da parte di un monitor della pressione arteriosa non invasiva oscillometrico. <ol><li> Applicare 5 cmbracciale urniquet sia in una posizione prossimale o distale per dimostrare la tecnica superiore del braccio. </li><li> Estendere il braccio del soggetto lateralmente e mantenere al livello del cuore. </li><li> A seconda delle preferenze dell&#39;operatore, utilizzare una tabella e cuscino per vincolare il braccio del soggetto. </li><li> Posizionare il braccio dell&#39;operatore in una posizione che resiste alla fatica e fornisce il supporto per il polso. Prova a minimizzare estensione del polso e tenere l&#39;avambraccio in posizione neutra anatomica. </li></ol></li><li> Eseguire una scansione trasversale dell&#39;arteria brachiale, iniziando l&#39;inserimento del bicipite e procedendo prossimalmente. Utilizzare l&#39;imaging del flusso colore per verificare l&#39;arteria brachiale e per individuare vasi collaterali che possono servire come punti di riferimento. </li><li> Quando viene trovata una posizione adatta, ruotare la sonda di 90 ° in modo che il bordo prossimale appare sulla sinistra dello schermo ultrasuoni. Mantenere la posizione sulla arteria con pratica consistente e un tocco delicato. Verify l&#39;orientamento spingendo il tessuto vicino al bordo distale. Contrassegnare pelle del soggetto lungo il bordo distale della sonda. </li><li> Allineate la messa a fuoco della sonda con la profonda o &quot;lontano&quot; parete dell&#39;arteria brachiale per migliorare la risoluzione laterale dell&#39;immagine. Variare impostazioni della sonda sulla risoluzione assiale con una frequenza più elevata migliorando la risoluzione assiale. </li><li> Regolare l&#39;angolazione della sonda per ottimizzare la risoluzione di contrasto di entrambe le pareti lontane e vicino. Piccole modifiche al angolo possono provocare un maggior contrasto. Stimare l&#39;angolo con un semplice goniometro se gli esami seriali sono condotti sull&#39;argomento. </li><li> Per garantire misurazioni di qualità, accertarsi che la nave sia orizzontale e allineato con l&#39;asse longitudinale. Fare piccoli cambiamenti di pressione (uno sbandamento bordo della sonda) per allineare l&#39;arteria. In generale, mantenere una leggera pressione per aiutare a prevenire l&#39;affaticamento dell&#39;operatore. </li><li> Quando ottimizzato, in modo che il &quot;doppio Linee di Pignoli&quot; può essere visto in entrambe le pareti, corrispondente allo spessore intima-media. Utilizzare le regolazioni di guadagno per ridurre l&#39;eco nel lume del vaso. Lasciare almeno 2 cm di spessore intima-mediata (IMT) su entrambi i lati per misure accurate di diametro. </li></ol> 4. misurazioni di base <ol><li> Registrare la velocità di base utilizzando la modalità 2D Doppler. Posizionare i cancelli campione nel mezzo del lume e mantenere un angolo di 60 ° insonazione. Raccogliere 60 sec di dati. </li></ol> 5. Occlusione Fase <ol><li> Gonfiare il bracciale di 50 mm Hg sopra la pressione sanguigna sistolica del soggetto. Utilizzando un 5 centimetri manicotto del laccio si sovrastimare la pressione sistolica. Utilizzare la modalità 2D Doppler per verificare l&#39;occlusione. </li><li> Utilizzare un timer per tenere traccia della durata di occlusione come molti polsini pressione sanguigna lentamente perderanno pressione oltre 5 min. Utilizzare la modalità 2D Doppler per verificare la completa occlusione. </li><li> Dopo 4:30 di occlusione, posizionare il cancello 2D-Doppler leggermente superficiale longitudinaleasse dell&#39;arteria. Regolare la scala verticale per tenere conto di velocità 2-3x superiore a quello basale. </li><li> Regolare le impostazioni del software di acquisizione delle immagini per 3:10 di registrazione. </li><li> Iniziare a registrare 10 secondi prima del rilascio bracciale di catturare il momento del rilascio bracciale, un parametro importante quando la misurazione del tempo di picco diametro durante l&#39;analisi dei dati. </li></ol> 6. Iperemia <ol><li> Rilasciare il bracciale. Come l&#39;arteria può spostarsi in superficie dopo il rilascio della cuffia, apportare piccole modifiche alla posizione della sonda durante l&#39;ascolto per l&#39;amplificazione del suono per contribuire a compensare lo spostamento. Riposizionare il cancello del campione Doppler e l&#39;angolo insonazione se i turni delle arterie. </li><li> Dopo 30 secondi di registrazione di velocità, passa l&#39;ecografia B-Mode. </li><li> Dal momento che è comune per la sonda di scivolare prossimale durante un esame, utilizzare punti di riferimento di nave o il marchio sulla pelle dei soggetti per verificare la posizione della sonda. Questa fase della prova è fondamentale per ottenere accuraterisultati. </li><li> Regolare la posizione della sonda o l&#39;angolo per ottimizzare l&#39;IMT su entrambe le pareti come piccoli cambiamenti possono migliorare notevolmente l&#39;immagine. Registrare il diametro per 3 min. </li><li> Se sono previste misure ripetute, utilizzare la marcatura sulla pelle del soggetto a distanza record dalla fossa antecubitale. Chiedere al soggetto di piegare il braccio a 90 ° e segnare la piega. Misurare da questa linea alla linea fatta in precedenza. </li></ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

La disfunzione endoteliale è uno squilibrio nei mediatori chimici che influenzano il tono vasale e un primo passo nello sviluppo di aterosclerosi. Misurare la reattività di un&#39;arteria è un modo per valutare lo stato di queste vie chimiche. Esistono Entrambi i metodi diretti e indiretti di valutazione reattività per i diversi letti vascolari, che vanno dalla infusione diretta di un agonista endotelio nella circolazione coronarica per non invasiva, l&#39;analisi della forma d&#39;onda di impulso nel dito indice <s...

L&#39;endotelio vascolare umano fornisce ruoli strutturali e funzionali all&#39;interno del corpo. Nelle sezioni istologiche, l&#39;endotelio appare piccolo, composto da un sottile strato di cellule di spessore 1-2 micron seduta sopra uno strato di cellule muscolari lisce (la media) e uno spesso strato di tessuto connettivo (avventizia). Nel complesso, l&#39;endotelio fornisce un&#39;ampia zona per lo scambio di informazioni tra il sangue e tessuto muscolare liscio vascolare. Secondo una stima, una sezione trasversale di 700 m 2 e una massa di 1000-1500 grammi in un uomo di 70 kg, sia comparabile in massa al fegato 1. Un endotelio sano permette meccanica di trasduzione del segnale chimico per mantenere l&#39;omeostasi del vaso sanguigno. La disfunzione endoteliale è uno squilibrio di questi mediatori e il primo passo per malattia vascolare, presente prima evidenza istologica di aterosclerosi. Un metodo non invasivo in vivo per quantificare la funzione vasodilatatoria di umanaesiste arteria. Questo metodo, endotelio-dipendente, vasodilatazione flusso-mediata (FMD) è ampiamente usato negli studi clinici. L&#39;endotelio agisce come un componente strutturale del sistema vascolare e produce componenti della matrice extracellulare come glicosaminoglicani e fibronectina 2. Cambiamenti a lungo termine nel flusso sanguigno e trauma acuto per l&#39;arteria può portare a cambiamenti strutturali. Funzionalmente, le cellule endoteliali vascolari partecipano nella regolazione del tono dei vasi, i processi infiammatori, antitrombotici e anticoagulanti. Le cellule endoteliali influenzano la vasocostrizione attraverso endotelina mentre la vasodilatazione mediata dall&#39;ossido nitrico (NO), prostaciclina, ed endoteliale derivato fattore iperpolarizzante (EDHF) 3-6. La disfunzione endoteliale è una perdita di valore di uno qualsiasi di questi mediatori e il primo passo per l&#39;aterosclerosi. Non sorprendentemente, come meccanismo di malattia, è associato a un numero di clinicamente importantecondizioni come la malattia coronarica, ipertensione e diabete mellito 7-11. È importante sottolineare che la disfunzione endoteliale può essere osservata in soggetti senza malattia cardiovascolare diagnosticata ed è predittivo di eventi cardiovascolari futuri 7,12,13. Una misura della disfunzione endoteliale, in combinazione con il punteggio di Framingham, può fornire informazioni prognostiche aggiuntive sopra o misura solo 14. Misure di disfunzione endoteliale può comportare l&#39;infusione diretta di un agente farmacologico. Infusione Intercoronary di acetilcolina, per esempio, in combinazione con angiografia quantitativa dimostra vasodilatazione nei soggetti con un endotelio intatto. Tuttavia, gli individui con esperienza danno endoteliale vasocostrizione paradossale. 15 In arterie periferiche, l&#39;infusione di un agente farmacologico con misurazione del flusso dal calibro-strain pletismografia è possibile 16. Agentes che influenzano direttamente l&#39;endotelio e suscitare un segnale chimico sono definiti vasodilatatori endotelio-dipendente. Acetilcolina, per esempio, agisce sui recettori muscarinici sulle cellule endoteliali, portando ad un aumento della concentrazione di calcio intracellulare, l&#39;attivazione di ossido nitrico sintasi e vasodilatazione. Agenti che influenzano la vasodilatazione senza il coinvolgimento dell&#39;endotelio sono chiamati agenti endotelio-indipendente. Nitroglicerina, per esempio, si attiva ciclasi solubile guanyl e guanosina-3 &#39;, - 5&#39;-monophasphate (cGMP) che media vasodilatazione nella parete del vaso attraverso proteine ​​chinasi che regola le concentrazioni intracellulari di calcio 17. Vi è un metodo non invasivo in vivo per quantificare la disfunzione endoteliale introdotto da Celermajer e soci chiamata &quot;, endotelio-dipendente vasodilatazione flusso-mediata&quot; (FMD) 18. In breve, le modifiche al flusso di sangue arterioso al taglio aperto lo stress sensibile agli ioni chanNels in endotelio. Il segnale viene tranduced tramite una cascata di secondo messaggero e attiva sintasi endoteliale dell&#39;ossido nitrico (eNOS), generando NO. Questa specie diffonde attraverso la membrana cellulare di cellule vicine muscolari lisce (SMC). All&#39;interno della SMC, il segnale viene trasdotto, abbassando la concentrazione intracellulare di calcio e colpisce vasodilatazione 19. Il diametro del lume delle arterie aumenta, portando ad un aumento del flusso sanguigno in linea con l&#39;equazione di Hagen-Poiseullie. L&#39;effetto di afta epizootica può essere abolita con la somministrazione di un inibitore della sintetasi NO come mono-methylarginine (L-NMMA) 20. Celermajer et al. Del lavoro innovativo ha permesso l&#39;uso di alta risoluzione B-mode ad ultrasuoni per valutare la modifica del diametro dell&#39;arteria durante l&#39;iperemia reattiva che segue ischemia. In questa tecnica, un soggetto umano poggia supina e il diametro dell&#39;arteria brachiale viene misurato in un piano longitudinale. Un sangue-Pressubracciale re viene utilizzato per produrre ischemia dell&#39;arto. Dopo il rilascio della pressione sanguigna bracciale diametro dell&#39;arteria viene misurato nuovamente. Il rapido cambiamento di shear stress è lo stimolo per la vasodilatazione NO mediata. Una semplice equazione descrive la variazione del diametro rispetto al diametro basale (Equazione 1). Una discussione completa dei parametri di questa equazione, iperemia e basale diametro, può essere trovato nel protocollo e Risultati sezioni.  In diversi studi, cento FMD è stato trovato per predire eventi cardiovascolari nei pazienti con malattia cardiovascolare 21-24. Una correlazione tra FMD brachiale per cento e coronarica afta epizootica è stata fondata da Anderson et al., Demonitrarsi un legame tra le misurazioni periferici e più clinicamente rilevanti alterazioni ischemiche del cuore 25. Afta epizootica non dimostra la vasodilatazione massima della nave. Per valutare questo, l&#39;afta epizootica può essere seguito da endotelio-dipendente, nitroglicerina vasodilatazione mediata dello stesso vaso. Ci sono questioni tecniche che riguardano la misurazione della percentuale di afta epizootica. Dopo l&#39;introduzione della tecnica, diversi studi hanno dimostrato un elevato grado di intra-soggetto e inter-operatore variabilità 26. E &#39;stato dimostrato che i fattori fisiologici come il fumo di sigaretta, farmaci antipertensivi, l&#39;ora del giorno, e digiuno colpiscono cento afta epizootica. Analogamente, scelte tecniche quali la posizione del bracciale relativa al sito di misura e durata di occlusione hanno dimostrato di influenzare la determinazione 27,28. Linee guida sono stati pubblicati che descrivono il consenso attuale e consentire la standardizzazione della tecnica tralaboratori di 19,29. Nonostante il consenso in evoluzione sulla tecnica, vasodilatazione flusso-mediata rimane fortemente dipendente dall&#39;operatore con una curva di apprendimento lungo. Corretti, per esempio, raccomanda le sonographer complete 100 scansioni sotto la supervisione di un investigatore esperto prima di funzionare in modo indipendente. Per mantenere un livello di competenza adeguato, si raccomanda il tecnico completo 100 scansioni ogni anno. Per gli investigatori con un piccolo campione di popolazione e risorse limitate, la curva di apprendimento presenta una barriera all&#39;entrata. Questo articolo intende dimostrare un metodo per vasodilatazione flusso-mediata dell&#39;arteria brachiale del braccio superiore e offrire suggerimenti tecnici per ridurre la variabilità intra-operatore.

<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

L&#39;endotelio vascolare è un monostrato di cellule che rivestono l&#39;interno dei vasi sanguigni e forniscono entrambi i ruoli strutturali e funzionali. L&#39;endotelio funge da barriera, impedendo l&#39;adesione dei leucociti e aggregazione, nonché permeabilità controllo di componenti del plasma. Funzionalmente, l&#39;endotelio colpisce tono vasale. La disfunzione endoteliale è uno squilibrio tra le specie chimiche che regolano il tono dei vasi, thombroresistance, la proliferazione cellulare e la mitosi. E &#39;il primo passo per l&#39;aterosclerosi ed è associata con malattia coronarica, malattia delle arterie periferiche, insufficienza cardiaca, ipertensione, iperlipidemia e. La prima dimostrazione di disfunzione endoteliale coinvolto infusione diretta di acetilcolina e di angiografia coronarica quantitativa. L&#39;acetilcolina si lega ai recettori muscarinici sulla superficie delle cellule endoteliali, portando ad un aumento del calcio intracellulare e maggiore niossido di tric (NO) la produzione. Nei soggetti con un endotelio intatto, vasodilatazione è stato osservato mentre i soggetti con danno endoteliale sperimentato vasocostrizione paradossale. Esiste un metodo non invasivo in vivo per misurare la funzione endoteliale in arterie periferiche utilizzando ad alta risoluzione B-mode ad ultrasuoni. La funzione endoteliale delle arterie periferiche è strettamente correlata alla funzione di arteria coronaria. Questa tecnica misura il cambiamento percentuale nel diametro dell&#39;arteria brachiale durante un periodo di iperemia reattiva dopo ischemia. Questa tecnica, nota come endotelio-dipendente, vasodilatazione flusso-mediata (FMD) ha un valore in ambito di ricerca clinica. Tuttavia, una serie di questioni fisiologiche e tecniche in grado di influenzare l&#39;accuratezza dei risultati e le linee guida appropriate per la tecnica sono stati pubblicati. Nonostante le linee guida, l&#39;afta epizootica resta fortemente operatore dipendente e presenta una curva di apprendimento ripida.Questo articolo presenta un metodo standardizzato per misurare l&#39;afta epizootica nella arteria brachiale sulla parte superiore del braccio e offre suggerimenti per ridurre la variabilità intra-operatore.

Le variabili chiave della vasodilatazione flusso-mediata sono riportati nella tabella 1. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" fo:keep-together.within-page="always"><tbody><tr><td> Variabile </td><td> Descrizione </td></tr><tr><td> Velocità media (cm / sec) </td><td> La velocità arteriosa media del sangue nel mezzo 50% del lume durante un ciclo cardiaco stimato da forme d&#39;onda spettrali Doppler, proporzionale al flusso sanguigno e inversamente proporzionale alla sezione trasversale...

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

La disfunzione endoteliale è associata a numerose patologie ed è predittivo di eventi cardiovascolari avversi negli esseri umani. Vasodilatazione flusso-mediata (FMD) è un metodo ad ultrasuoni non invasivo di valutazione della funzione endoteliale. Scelte metodologiche ed esperienza dell&#39;operatore possono influenzare i risultati. Un approccio sistematico per l&#39;afta epizootica negli studi sull&#39;uomo è discusso qui.

Ecografia Valutazione della endoteliali-dipendente flusso-mediata vasodilatazione dell&#39;arteria brachiale in Ricerca Clinica

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

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27.2K Views.  University of California, San Francisco.  La disfunzione endoteliale è associata a numerose patologie ed è predittivo di eventi cardiovascolari avversi negli esseri umani. Vasodilatazione flusso-mediata (FMD) è un metodo ad ultrasuoni non invasivo di valutazione della funzione endoteliale. Scelte metodologiche ed esperienza dell'operatore possono influenzare i risultati. Un approccio sistematico per l'afta epizootica negli studi sull'uomo è discusso qui. 

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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.

L&#39;uso di Farmacologiche-sfida fMRI in ricerca pre-clinica: Applicazione del sistema 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 ...

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Medicina

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.

Una applicazione Novel di muscoloscheletrico Ultrasound Imaging

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.

La valutazione clinica di spazio-temporali del cammino parametri in pazienti adulti e anziani

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.

Valutazione Ecografia base di coronaropatia Flow e flusso coronarico Reserve Utilizzando la pressione Sovraccarico modello nei topi

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.

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

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.

Ultrasound-based velocità dell&#39;onda di polso di valutazione nei topi

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.

La valutazione ecografica della dilatazione flusso-mediata del brachiale e arterie femorali superficiali nei ratti

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.

Cateterizzazione dell'arteria brachiale in maiali

The video describes in detail the catheterization of the distal brachial artery in swine. This technique enables researchers to measure arterial blood ...

Assessment of Static Graviceptive Perception in the Roll-Plane using the Subjective Visual Vertical Paradigm

Vestibular disorders are among the most common syndromes in medicine. In recent years, new vestibular diagnostic systems have been introduced that allow the examination of all semicircular canals in the clinical setting. Assessment methods of the otolithic system, which is responsible for the perception of linear acceleration and perception of gravity, are far less in clinical use. There are several experimental approaches for measuring the perception of gravity. The most frequently used method is the determination of the subjective visual vertical. This is usually measured with the head in an upright position. We present here an assessment method for testing otolith function in the roll plane. The subjective visual vertical is measured in the head upright position as well as with head inclination of &#177; 15&#176; and &#177; 30&#176; in the roll plane. This extended functional paradigm is an easy-to-perform clinical test of otolith function and ensures increased information content for the detection of impaired graviceptive perception.

The perception of gravity is commonly determined by the subjective visual vertical in the head upright position. The additional assessment at head tilts of &#177; 15&#176; and &#177; 30&#176; in the roll plane ensures increased information content for the detection of impaired graviceptive perception.

Valutazione della percezione gravicettiva statica nel Roll-Plane utilizzando il paradigma verticale visivo soggettivo

Vestibular disorders are among the most common syndromes in medicine. In recent years, new vestibular diagnostic systems have been introduced that allow ...

Direct Drug Delivery to Kidney via the Renal Artery

There is a need for directed injections to enable increased and specific renal exposure for efficient evaluation of drug targets in the renal research field. Accumulation of drugs in certain organs may give rise to adverse and unwanted effects, depending on the nature of injectate. To minimize spillover and/or accumulation in other tissues, the herein described method directs the formulation into the renal artery bloodstream by inserting a catheter in the infra renal aorta, just below where it branches into the renal artery, resulting in the kidney as first reached organ and distributing of formulation throughout the kidney.
This manuscript provides a detailed description of the method, as well as its challenges and difficulties. It guides the experimenter to become skillful with this type of microsurgery that requires accuracy under sterile conditions. Speed is crucial for minimizing the ischemia and practicing the procedure will increase the chance of successful injections without adverse effects. By modulating the time between injection and reperfusion as well as the injected volume, the risk of spillover to other organs is mitigated. 
Note that this technique is suitable for single dosing strategies.

This manuscript describes a method for targeted delivery to a single kidney via a catheter placed in the infrarenal abdominal aorta in the mouse.

Consegna diretta di farmaci ai reni attraverso l'arteria renale

There is a need for directed injections to enable increased and specific renal exposure for efficient evaluation of drug targets in the renal research ...