血管の統合生理学実験治療（VIPERx）研究室から、この作品は、外科、カリフォルニア州、サンフランシスコの大学と研究教育のための北カリフォルニア大学からの資金によってサポートされていました。記載されたプロジェクトは、研究資源のための国立センターから受賞数KL2RR024130によってサポートされていました。内容はもっぱら著者の責任であり、必ずしも研究資源国立センターや国立衛生研究所の公式見解を示すものではありません。

研究者主導の研究の一環として開発された以下の手順は、見直され、カリフォルニア大学によって承認され、ヒューマン研究サンフランシスコ校（UCSF）委員会（CHR）とすべての参加者がインフォームドコンセントを得た。 1。装置<ol><li>口蹄疫を記録し、分析するためにEKGゲート制御画像キャプチャシステムを使用してください。デスクトップPCにフィリップスHD11超音波を接続します。 </li><li> PC上で特別なフレームグラバーカードを搭載した超音波からのビデオ信号を接続します。 </li><li>信号を増幅するEKGゲーティングモジュールへの超音波からの音声信号を中継する。心周期における一貫性の点で画像を識別し、記録するための画像キャプチャソフトウェアを可能にするために、PCに増幅された信号を運ぶ。 EKGのR波の鋭いたわみからの信号を生成します。 </li><li>上腕動脈の深さ分解能を最適化するために5-12 MHzのリニアアレイトランスデューサを使用してください。 </li></ol> 2。件名の準備<ol><li>参加者は、高速での試験の前に8時間の練習を避けるだけでなく、少なくとも4つの四つんばいのためにカフェインやニコチンを避けていることを確認してください。参加者は4半減期のための血管緊張や心拍出量に影響を与える薬を避けることを確認してください。 注：ダイエット、薬、そして一日の時間が結果に影響する場合があります。 </li><li> 21℃での静かな、暗い部屋での試験を実施する。長期的な研究を行う場合、日の同じ時間に繰り返し試験を開催しています。 </li></ol> 3ベースライン測定<ol><li>試験テーブルの上に仰向けに位置するように件名を確認して下さい。標準位置に3 - 鉛EKGを取り付けます。被写体が快適になることを確認し、試験中に運動を控えるようあらゆる整形外科の問題に対処する。 </li><li>被験者は、試験の開始前に10分間休ませます。 5分間の休息後、オシロメトリック、非侵襲性血圧モニタによって、被験者の血圧を測定する。 <ol><li>に5センチの適用近位または遠位位置のいずれかにおけるurniquetカフが上腕技術を実証する。 </li><li>横方向に被験者の腕を伸ばして、心のレベルで維持する。 </li><li>オペレータの好みに依存して、被験者の腕を拘束するためにテーブルと枕を使用しています。 </li><li>疲労に抵抗し、手首のサポートを提供する立場にオペレータの腕を置きます。手首の延長を最小限にし、解剖学的中立位置に前腕に保つようにしてください。 </li></ol></li><li>力こぶの挿入から始まり、近位に進み、上腕動脈の断面スキャンを実施する。上腕動脈を確認し、ランドマークとして機能することができる副血管を見つけるためにカラーフローイメージングを使用してください。 </li><li>適切な位置が見つかると、近位端は、超音波画面の左側に表示されるように、プローブと90度回転。かなりの練習と繊細なタッチを使用して動脈上の位置を維持します。 VERIFyの遠位端付近の組織を押して向き。プローブの遠位端部に沿って被験者の皮膚をマークします。 </li><li>画像の横方向の解像度を向上させるために上腕動脈の深いまたは「遠い」壁とプローブの焦点設定を合わせます。軸方向の解像度を向上させる、より高い周波数で軸方向分解能上のプローブの設定を変更します。 </li><li>近くと遠くの壁の両方のコントラスト分解能を最適化するために、プローブの角度を調整します。角に小さな変化が改善されたコントラストをもたらすことができる。シリアル試験が被験者に対して実施している場合は、簡単な分度器で角度を推定します。 </li><li>品質測定を確保するために、容器は横と縦軸と一致することを確認してください。圧力の小さな変更を行い、動脈の位置合わせを支援する（プローブの一端をヒーリング）。全体的に、オペレータの疲労を防ぐために、圧力、光を保つ。 </li><li>最適化されたとき、私は「Pignoliの二重線」は見ることができていることを確認nは両方の壁は、内膜メディアの厚さに対応する。血管内腔にエコーを低減するために、ゲイン調整を使用してください。両側の内膜 - 媒介厚さ（IMT）の少なくとも2cm、正確な直径の測定を可能にする。 </li></ol> 4。ベースライン測定<ol><li> 2Dドップラーモードを使用して、ベースラインの速度を記録しておきます。内腔の中央にサンプルゲートを置き、60度の超音波照射角度を維持します。データの60秒を収集します。 </li></ol> 5。オクルージョンフェーズ<ol><li>被験者の収縮期血圧は50 mmHgまでカフ空気を入れます。 5cmの止血カフを使用すると、収縮期圧を過大評価します。閉塞を確認するために、2Dドップラーモードを使用します。 </li><li>多くの血圧カフをゆっくりと5分間かけて圧力を失うことになるように閉塞の継続時間を追跡するためにタイマーを使用します。完全閉塞を確認するために、2Dドップラーモードを使用します。 </li><li>閉塞の午前4時30分の後、縦にやや表面的な2D-ドップラーゲートを配置動脈の軸。ベースラインより2〜3倍高い速度を考慮して、垂直方向のスケールを調整します。 </li><li>記録の3時10分のために画像キャプチャソフトの設定を調整します。 </li><li>カフ放出、データ解析中に直径がピークに達する時間を測定する重要なパラメータの時間をキャプチャするためにカフのリリース前に10秒の記録を開始する。 </li></ol> 6。充血<ol><li>カフを離します。動脈がカフリリース後に表面的にシフトすることができるように、シフトを補う支援する音の増幅のために聞いている間、プローブの位置に小さな変更を加えます。動脈シフトした場合のドップラーサンプルゲートと超音波照射角の位置を変更。 </li><li>速記録の30秒後に、Bモードに超音波を切り替えます。 </li><li>プローブは、試験中に近位側にスライドプローブの位置を確認するために被験者の皮膚に血管ランドマークまたはマークを使用することが一般的であるからである。試験のこのフェーズでは、正確な取得のために重要である結果。 </li><li>小さな変化が、実質的にイメージを向上させることができ、両方の壁にIMTを最適化するために、プローブの位置や角度を調整します。 3分間の直径を記録します。 </li><li>繰り返し測定が計画されている場合は、肘前窩からレコード距離に被験者の皮膚上のマーキングを使用しています。自分の腕を90度曲げて折り目をマークする対象を確認して下さい。以前作ら行に次の行から測定します。 </li></ol>

著者らは、開示することは何もない。

内皮機能不全は、血管トーンとアテローム性動脈硬化症の開発の初期段階に影響する化学伝達物質の不均衡である。動脈の反応性を測定することは、これらの化学経路の状態を評価する方法です。反応性を評価する直接的および間接的な方法の両方は、冠循環中の内皮アゴニストの直接注入から人差し指38で非侵襲的、パルス波形分析に至るまで、異なる血管床のために存在する。 </...

ヒト血管内皮は、体内の構造的および機能的役割を提供しています。組織学的切片では、内皮、平滑筋細胞（メディア）および結合組織（外膜）の厚さの層の層の上に座っている1から2ミクロンの厚さの細胞の薄い層を含む、小さな現れる。全体として、内皮は血液と血管平滑筋組織の間の情報交換のための広い領域を提供する。一説、700メートル2の断面積と70kgのヒトにおける1,000-1,500グラムの質量、肝臓1質量に匹敵します。健康な内皮は、血管の恒常性を維持するために、化学的シグナル伝達に機械を可能にする。内皮機能不全は、これらのメディエーターの不均衡および血管疾患の最初のステップ、アテローム性動脈硬化症の組織学的証拠を前に存在します。ヒトの血管拡張機能を定量化するための非侵襲性、in vivo法動脈は存在しています。この方法は、内皮依存性、流動媒介血管拡張（FMD）が広く臨床試験で使用されている。 内皮は、血管系の構造成分として機能し、グリコサミノグリカンおよびフィブロネクチン2のような細胞外マトリックスの成分を製造しています。動脈への血流および急性損傷における長期間の変化は構造変化につながる可能性がある。機能的には、血管内皮細胞は、血管緊張、炎症過程、抗血栓および抗凝固の調節に関与する。血管拡張は、過分極因子（EDHF）3-6由来の一酸化窒素（NO）、プロスタサイクリン、および内皮によって仲介されている間、内皮細胞は、エンドセリンを介して血管収縮に影響を与える。 内皮機能不全は、これらのメディエーターのうちのいずれかの機能障害とアテローム性動脈硬化症の最初のステップです。驚くべきことに、病気のメカニズムとして、それは臨床的に重要な数に関連付けられていないこのような冠動脈疾患、高血圧および糖尿病などの条件7-11。重要なことは、内皮機能障害を診断、心血管疾患のない個体で観察され、将来の心血管イベント7,12,13を予測することができます。内皮機能不全の1つの尺度は、フラミンガムスコアと組み合わせて、単独尺度14以上の追加の予後情報を提供することができる。 内皮機能障害の対策は、薬剤の直接注入を含むことができる。アセチルコリンのIntercoronary注入は、例えば、定量的血管造影と組み合わせた、無傷の内皮と被験者で血管拡張を示しています。しかし、内皮障害の経験を逆説的な血管収縮を持つ個人。15末梢動脈では、ゲージ-ひずみ容積脈波による流量の測定と薬剤の注入は16可能です。 エージェント直接内皮に影響を及ぼし、化学信号を引き出すsは内皮依存性血管拡張剤と呼ばれる。アセチルコリンは、例えば、増大した細胞内カルシウム濃度、一酸化窒素シンターゼおよび血管拡張の活性化をもたらす、内皮細胞上のムスカリン受容体に作用する。内皮の関与なしに血管拡張に影響を与える薬剤は、内皮​​に依存しないエージェントと呼ばれます。細胞内カルシウム濃度17を調節するタンパク質キナーゼを介して血管壁に血管拡張を媒介する5&#39;-monophasphate（cGMPの） -ニトログリセリンは、例えば、可溶性グアニル酸シクラーゼおよび環状グアノシン-3 &#39;、活性化する。 「フロー媒介、内皮依存性血管拡張」（FMD）18と呼ばれるCelermajerと関連付けることによって導入内皮機能不全を定量化するための非侵襲性、 インビボでの方法がある。簡単に説明すると、変更が血流のオープンせん断応力に敏感なイオンちゃん動脈する内皮に​​おけるネル。信号は、第2メッセンジャーカスケードを介して形質導入および内皮一酸化窒素合成酵素（eNOSの）を活性化する、NO発生している。この種は、隣接する平滑筋細胞（SMC）への細胞膜を横切って拡散する。 SMC内では、信号は、細胞内カルシウム濃度を低下させ、血管弛緩19に影響を与え、形質導入されている。動脈内腔の直径は、ハーゲン - Poiseullie方程式と一致血流の増加をもたらす、増加する。 FMDの効果は、例えば、モノメチルアルギニン（L-NMMA）20としてNO合成酵素阻害剤の投与を廃止することができる。 Celermajer らの革新的な仕事は、虚血に続く反応性充血時の動脈径の変化を評価するために高分解能Bモード超音波の使用を可能にした。この技術において、ヒト対象は、仰臥位に置かれ、上腕動脈の直径は、長手方向の平面内で測定される。血液pressuカフ再肢における虚血を生成するために使用される。血圧カフの放出後に動脈の直径を再度測定する。せん断応力の急激な変化は、NO介在性血管拡張のための刺激である。簡単な式は、ベースラインの直径（ 式1）に、直径の相対変化を説明しています。この式、充血、ベースライン直径のパラメータの完全な議論は、 議定書に見られるとセクション結果することができます。 複数の研究では、パーセントFMDが確立心血管疾患21-24を有する患者における心血管イベントを予測することが見出されている。上腕動脈パーセントのFMDと冠状動脈との間に相関関係がAnderson らによって設立されたFMD。、悪魔を周辺の測定値と、心臓25、より臨床的に関連する虚血性変化との間のリンクをtrating。 FMDは、血管の最大血管拡張を示さない。これを評価するために、口蹄疫は、同じ血管の内皮依存性、ニトログリセリン媒介血管拡張を続けることができます。 パーセントFMDの測定に影響を与える技術的な問題があります。技術の導入以来、いくつかの研究は、高被験者内の程度およびオペレータ間変動26を示した。このような喫煙、血圧降下薬、時刻、および絶食状態などの生理的要因はパーセントFMDに影響を与えることが示されている。同様に、このような閉塞の測定と持続時間の部位に対するカフの位置のような技術的選択肢は、測定27,28に影響を及ぼすことが示されている。ガイドラインは、現在のコンセンサスを記述し、技術の標準化との間にできるよう、その公開されている研究室19,29。 技術上の進化の合意にもかかわらず、血流依存性血管拡張は重く、長い学習曲線を持つ依存オペレータのままです。 Correttiは、例えば、音波検査者は、独立して操作する前に、経験豊富な研究者の監督の下で100のスキャンを完了をお勧めします。十分な専門知識のレベルを維持するためには、毎年、技術者、完全な100のスキャンをお勧めします。小さなサンプル集団とリソースが限られている研究者のために、学習曲線は参入障壁を提示します。この記事では、上アームの上腕動脈の流れ媒介血管拡張のための方法を実証し、オペレータ内のばらつきを低減するための技術的なアドバイスを提供します。

<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

血管内皮は、血管の内側を覆い、両方の構造的および機能的役割を提供する細胞の単層である。内皮細胞は、白血球の接着および凝集を防ぐだけでなく、血漿成分への浸透性を制御する、障壁として作用する。機能的には、内皮は血管の緊張に影響を与えます。 内皮機能不全は、血管緊張、thombroresistance、細胞増殖や有糸分裂を調節する化学種間の不均衡です。これは、アテローム性動脈硬化症の最初のステップであり、冠動脈疾患、末梢動脈疾患、心不全、高血圧、および高脂血症に関連している。 内皮機能障害の最初のデモでは、アセチルコリンおよび定量的冠動脈造影の直接注入を含んだ。アセチルコリンは、細胞内カルシウムの増加著の増加をもたらす、内皮細胞表面上のムスカリン性受容体に結合するトリC酸化物（NO）産生。内皮損傷を有する被験体は、逆説的な血管収縮を経験しながら、無傷の内皮を有する被験体において、血管拡張が観察された。 高解像度のBモード超音波を用いて末梢動脈における内皮機能を測定するための非侵襲性のインビボの方法が存在する。末梢動脈の内皮機能は、冠動脈機能と密接に関係している。この技術は、下肢虚血以下の反応性充血の期間中に上腕動脈の直径の割合変化を測定する。 内皮依存性、流動媒介血管拡張（FMD）として知られるこの技術は、臨床研究の設定で値を有している。しかし、生理学的および技術的な問題の数は結果の精度に影響を与えることができ、技術のための適切なガイドラインは、発表されている。ガイドラインにもかかわらず、口蹄疫が大きく依存し、オペレータのままであり、急な学習曲線を提示します。この記事では、上腕部に上腕動脈にFMDを測定するための標準化された方法を提示し、オペレータ内のばらつきを低減するための提案を提供しています。

血流依存性血管拡張の重要な変数は、 表1に示す。 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" fo:keep-together.within-page="always"><tbody><tr><td>変数</td><td>説明</td></tr><tr><td>平均速度（センチ/秒） </td><td>血流に比例し、断面積に反比例するドップラースペクトル波形から推定一心周期中の内腔の中央50％内の血液の平均動脈速度（ 図1参照）。 </td></tr><tr><td>直径（mm） </td><td>血管...

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

内皮機能不全は、多くの疾患状態に関連した、ヒトでの有害心血管イベントの予測です。血流依存性血管拡張（FMD）は、内皮機能を評価する非侵襲的な超音波法である。方法論的な選択とオペレータの経験が結果に影響を与える場合があります。ヒト試験における口蹄疫への体系的なアプローチは、ここで議論されている。

臨床研究における上腕動脈の内皮依存血流依存性血管拡張の超音波評価

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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Vital Signs: Blood Pressure

SCIENTISTS IN ACTION

27.1K ビュー.  University of California, San Francisco. 内皮機能不全は、多くの疾患状態に関連した、ヒトでの有害心血管イベントの予測です。血流依存性血管拡張（FMD）は、内皮機能を評価する非侵襲的な超音波法である。方法論的な選択とオペレータの経験が結果に影響を与える場合があります。ヒト試験における口蹄疫への体系的なアプローチは、ここで議論されている。 

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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.

前臨床研究における薬理学的チャレンジのfMRIの利用：5-HTシステムへの応用

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 ...

医学

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.

筋骨格超音波画像の新規応用

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.

患者と高齢者における時空間歩行パラメータの臨床的評価

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.

マウスの圧負荷モデルを用いた冠動脈の流れと冠血流準備の超音波ベースのアセスメント

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.

内皮機能の超音波評価：フロー依存性血管拡張テストの技術ガイドライン

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.

マウスにおける超音波ベースのパルス波速度の評価

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.

ラットにおける上腕と浅大腿動脈のフロー依存性血管拡張の超音波評価

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.

豚の上腕動脈カテーテル検査

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

Providing Visual Biofeedback Using Brightness Mode Ultrasound During a Golf Swing

Using ultrasound biofeedback in conjunction with verbal cueing can increase muscle thickness more than verbal cueing alone and may augment traditional rehabilitation techniques in an athletic, physically active population. Brightness mode (B-mode) ultrasound can be applied using frame-by-frame analysis synchronized with video to understand muscle thickness changes during these dynamic tasks. Visual biofeedback with ultrasound has been established in static positions for the muscles of the lateral abdominal wall. However, by securing the transducer to the abdomen using an elastic belt and foam block, biofeedback can be applied during more specific tasks prevalent in lifetime sports, such as golf. To analyze muscle activity during a golf swing, muscle thickness changes can be compared. The thickness must increase throughout the task, indicating that the muscle is more active. This methodology allows clinicians to immediately replay ultrasound videos for patients as a visual tool to instruct proper activity of the muscles of interest. For example, ultrasound can be used to target the external and internal obliques, which play an important role in swinging a golf club or any other rotational sport or activity. This methodology aims to increase oblique muscle thickness during the golf swing. Additionally, the timing of muscle contraction can be targeted by instructing the patient to contract the abdominal muscles at specific time points, such as the beginning of the downswing, with the goal of improving muscle firing patterns during tasks.

Brightness mode ultrasound can be used to provide visual biofeedback of the muscles of the lateral abdominal wall during a golf swing. Post-swing visual and verbal instruction can increase the muscle activation and timing of the external and internal obliques.

ゴルフスイング中の輝度モード超音波を使用した視覚的バイオフィードバックの提供

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

シェーグレン症候群の唾液腺超音波検査の技術

Ultrasonographic Evaluation of Salivary Glands for Sjogren's Syndrome: Diagnostic and Monitoring Insights

Sjogren's syndrome (SS) is a chronic autoimmune condition commonly affecting the exocrine glands, causing oral or ocular dryness and extraglandular manifestations including arthralgia, cytopenia, and lymphoma. The presence of autoantibodies against SSA/Ro, labial salivary gland biopsy, ocular staining, Schirmer's test, or salivary flow assessment are included in the current classification criteria of SS. However, the availability and invasiveness of these procedures limit their widespread use in clinical settings. Salivary gland ultrasonography (SGUS) is a non-invasive imaging modality for the evaluation of the salivary gland parenchyma and is increasingly utilized to aid diagnosis and monitoring in SS. 
This article presents the protocol of SGUS for image acquisition at the parotid and submandibular glands. The objective is to present a standardized, reproducible, and practical approach to diagnostic SGUS for SS in daily clinical settings. Major salivary glands are scanned in a stepwise approach, beginning at the angle of the mandible for the superficial lobe of the parotid gland, followed by the deep lobe below the ramus of the mandible. Submandibular areas are then scanned for the submandibular glands. The steps in obtaining salivary gland images at each anatomical site are explained in the accompanying video. The echogenicity and echotexture at the thyroid gland are taken as a reference. The homogeneity, the presence and distribution of hypoechoic areas within the glands, and the border of the salivary glands are examined. The sizes and features of intra-/peri-glandular lymph nodes are recorded. The most distinctive sonographic feature in SS is glandular heterogeneity with the presence of hypoechoic/hyperechoic areas within the glands. 
In summary, while SGUS cannot diagnose SS on its own, it can supplement the current classification criteria of SS and guide the clinical decision for salivary gland biopsy to support the diagnosis of SS in patients with sicca syndrome or suspicious systemic features, combined with autoantibody testing.

著者スポットライト:結合組織疾患研究における標準化された唾液腺超音波プロトコルへの注目

Salivary gland ultrasonography is a promising tool for the diagnosis and evaluation of disease activity and complications in Sjogren's syndrome (SS). The scanning technique for salivary gland ultrasound examination relevant to SS is described in the article.

シェーグレン症候群に対する唾液腺の超音波評価:診断とモニタリングの洞察

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