내피 기능의 초음파 평가 : 흐름 중재 팽창 시험의 기술 가이드 라인

요약

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.

초록

심혈관 질환은 사망률의 주요 원인 전세계 장애의 주요 원인이다. 혈관 내피 기능 장애는 혈관 확장제 및 혈관 수 축제 물질의 밸런스의 붕괴에 의해 주로 특징으로하는 병리 상태이며, 죽상 경화성 심혈관 질환의 발달에서 중요한 역할을하는 것으로 제안된다. 따라서, 인간의 내피 세포 기능의 정확한 평가는 더 나은 도움을 여러 심장 중심의 병리의 원인을 이해할 수있는 중요한 도구를 나타냅니다.

지난 25 년간 많은 방법 론적 접근은 인간의 내피 기능 평가를 제공하기 위해 개발되었다. 1989 년에 도입 된 FMD 검사는 산화 질소의 생산과 상완 동맥의 혈관 확장을 촉진하는 팔뚝 폐쇄 이후 반응성 충혈이 통합되어 있습니다. 구제역 테스트는 현재 가장 널리 사용되는 비 침습적 인 ultrasonic 인간의 내피 세포 기능의 평가 및 향후 심혈 관계 질환과 관련이있다.

구제역 시험은 임상 적 유용성을 가질 수 있지만 고려해야 할 여러 가지 요소를 혼란 상속 생리 평가이다. 이 문서에서는 생리 학적 및 기술적 인 문제를 최소화하고 평가의 정확성과 재현성을 개선하기 위해 권장되는 방법을 포함 FMD를 결정하기위한 표준화 된 프로토콜을 설명합니다.

서문

심혈관 질환은 전 세계적으로 이환율 및 사망률의 주요 원인이다. 혈관 내피 기능 장애 여러 혈관 관련 질환 ^(1)의 발전을 향한 초기 위상을 나타낸다. 따라서, 인간의 내피 기능의 정확한 평가는 치료 및 질병의 예방 효과를 향상시키는 궁극적으로 여러 심혈관 병변의 병인을 이해하는데 도움을 줄 수있는 중요한 기술을 나타낸다.

내피

내피 세포는 산화 질소 수많은 혈관 활성 물질 (NO), prostacyclins, 엔도 텔린, 내피 세포 성장 인자, 인터루킨, 및 플라스 미노 겐 ^{저해제를 합성이} 세포의 단일 층이다. 이러한 요인은 혈액 유동, 혈관 톤, 혈소판 응집, 혈장 성분 및 혈관벽 infl의 투과성을 조절하는 내피 세포의 기능에 기여ammation ^2-4. 또한, NO는 혈관 확장을 촉진하고 혈관 내피 무결성을 유지하는 핵심 항 동맥 경화 역할을한다. NO하여 조직에 산소의 공급과 신진 대사 수요 ^3,5 사이의 균형을 제어를 통해 혈관 톤, 직경을 조절합니다. 에서 NO 합성 NO 합성 효소 (eNOS의) 내피 없습니다 유도 여러 내인성, 외인성, 기계적 자극 요인이 있습니다 ^6,7 L는 - 아르기닌. 가장 주목할만한 기계적인 자극이 전단 응력이다. 벽 전단 응력은 NO 생산 및 이후의 평활근 이완 ^(4)의 결과로, eNOS의 더 큰 활성화에 기여한다. 그 때문에 NO 생체 이용률의 저하가 종종 내피 기능 부전 ^(8)의 척도로서 사용된다.

내피 기능 장애

혈관 확장 및 혈관 수축 인자 사이의 불균형은 장애 내피 ^2로 이어집니다. 또한, relea염증 매개체 및 변경된 로컬 전단력의 SE 내피 유도 된 반응성 산소 종 (ROS)의 합성을 향상시킬 수있다. 산화 환원뿐만 아니라 시그널링이 상향 조절은 내피의 무결성을 수정하고 NO ^(9)의 합성을 감소 추가적인 자유 라디칼의 직접적인 생산을 초래 에노스 풀다있다. 궁극적으로, NO 생체 이용률이 경감은 혈관 수축, 혈관 강성 감소 동맥 팽창성 ^(4)를 촉진한다.

내피 세포의 기능 장애의 정도 등 다른 사람의 사이에서 고혈압 ^(10), 죽상 동맥 경화증 ^(11), 허혈성 뇌졸중 ^(12), 당뇨병 ^(13), 자간전증 ⁽¹⁴⁾ 또는 신장 질환 ⁽¹⁵⁾ 등 여러 가지 병리의 정도와 관련이있다. 따라서,뿐만 아니라 시간이 지남에 따라 내피 기능의 변화를 평가하기 위해 막대한 관심이있을뿐만 아니라, 치료 적 개입을 따라. 다른 방법이 사용되어왔다관상 동맥 및 말초 순환 ¹⁹ 내피 세포의 기능을 모두 침습적 (심장 카테터와 정맥 폐쇄의 체적 변동 측정기 ^3,16) 및 비 침습적 (흐름 중재 팽창, 요골 동맥 안압계와 펄스 등고선 분석 ^4,17,18)의 임상 평가.

흐름 중재 팽창

흐름 매개 팽창 (FMD)은 내피 기능의 비 침습적 초음파 평가하고 혈관 건강 문제의 발생과 연관되어왔다. 1989 ²⁰ 년에 문을 연, FMD 널리 인간 ^{19,21,22에서} 주로 NO 매개 내피 세포 기능을 평가하는 신뢰성, 생체 방법으로 이용되고있다. 실제로, 상완 동맥 FMD 검사가 다른 침습적 기법 ^(23)과 수많은 조사와 관련되어 FMD와 심장 혈관 손상 ^{(24, 25)} 등이 INDIVI 사이에 강한 역의 관계를 설명했다더 많은 혈관 병리 전시 낮은 FMD ²⁵ DUALS. 따라서, 이들 데이터는 무증상 환자 ^26-30 미래 심혈관 질환 관련되는이 기술이 제공 할 수있는 예후 정보를 강조한다.

구제역 테스트 동안, 상완 동맥의 직경은 지속적으로 기준선에와 팔뚝의 순환 정지의 출시 후 측정한다. 커프 출시되면, 유도 반응성 충혈은 NO 출시 이후 혈관 확장 ^19,31을 매개하지 전단 응력의 ​​증가를 촉진한다. FMD는 기준선에서의 직경 (FMD의 %)와 비교하여 커프의 방출 다음 동맥 직경의 퍼센트 증가로서 표현된다.

이 기술의 임상 관심 증가에도 불구하고, FMD 시험 생리 평가이므로, 여러 변수가 인간 내피 기능의 정확한 평가를 실시하기 위해 고려되어야한다. 이것을rticle는 표준화 된 프로토콜과 FMD 검사의 정확도, 재현성 및 해석을 개선하는 데 도움이 기술적, 생물학적 문제를 최소화하기 위해 권장되는 방법을 설명합니다.

프로토콜

참고 : 다음 FMD 절차가 일상적으로 통합적인 혈관과 운동 생리학 (LIVEP)의 실험에서 혈관 평가 연구 중에 실시된다. 모든 절차는 헬싱키 선언의 원칙을 따라 조지아 리전트 대학의 임상 시험 심사위원회의 승인을했다. 모든 참가자는 목표를 통보하고 참여를 얻었다을위한 기술의 가능한 위험은 이전에 동의를 작성합니다. 1 상완 동맥 FMD의 초음파 평가를 위해 고려해야 할 필수 요소의 개략적 인 요약을 보여줍니다.

1. 제목 준비 (도착하기 전에)

1. 참가자는 (≥4 시간의 반감기의 운동 (≥12 시간), 카페인 (≥12 시간), 흡연 또는 흡연 노출 (≥12 시간), 비타민 보충 (> 72 시간) 및 약물 연습에서 기권했다 확인 약물 1 (DA) 비 스테로이드 성 항염증제y를 3 일간 아스피린).
2. 참가자는 공복 상태에서 또는 전용 시험 전 저지방 식사 ^(4)을 소비되었는지 확인합니다.
3. 폐경기 여성을 테스트 할 때, 내인성 에스트로겐 및 프로게스테론 ^8,32,33의 영향을 제한하기 위해 월경주기의 월경 단계 동안 FMD 프로토콜을 수행하도록 제안한다.

2. 주제 (도착시) 준비

1. 측정 수집에 앞서, 주제는 혈역학 적 안정 상태를 달성하기 위해 약 20 분 동안 조용하고, 온도 조절 (24 ° C에서 22 ° C) 방에 누운 자세에서 휴식되어 있는지 확인합니다.
2. II 위치를지도 표준 사지에서 3 리드 ECG를 연결합니다. 미국의 표준 계측을 사용하여 바로 오른쪽 어깨에 쇄골 아래 흰색 / 음극 리드를 배치합니다. 어깨 근처 왼쪽 쇄골 아래 블랙 / 듀얼 극성 리드를 연결하고 빨간색 / 양극 리드를 연결가슴의 측면베이스에 왼쪽 가슴 근육 아래에.
3. 약 80 ° 어깨 납치에 횡 방향으로 피사체의 팔을 확장 및 측정 (그림 2) 중 암의 정확한 위치를 유지하기 위해 진공 포장 베개에 말단 팔을 고정합니다.
4. 내측 상과에 즉시 말초 팔뚝에 커프를 놓고 아무것도 아래 표 (그림 2)를 포함하여 커프를 접촉되지 않도록.

3. 기준 측정

1. 초음파로 상완 동맥 매핑 :
   1. 손에 프로브를 잡은 상태에서, 단면을 놓고 상완의 내측 이두근의 삽입에서 시작하고 근위 진행 스캔을 시작한다.
   2. B 모드 (그레이 스케일) 내에서 상완 동맥과 담보 선박을 식별하고 동맥의 위치를​​ 확인하기 위해 컬러 흐름 (CF) 모드를 사용합니다. 색상과 박동 해석신중하지 동맥 및 정맥을 평가할 수 있도록 트랜스 듀서의 방향을 고려하여.
      참고 : 머리가 직면하고있는 프로브 지표로, 붉은 색은 파란색 수단 멀리 (정맥 흐름을) 흐르는 동안, 트랜스 듀서 (동맥 흐름) 방향으로 흐름을 의미한다.
2. 상완 동맥의 확인 :
   1. 상완 동맥을 찾은 후, 길이 방향으로 팔을 스캔 프로브 90 ° 회전합니다. 전주 포사 위의 2 ~ 10 cm 사이에서 이미지를 가져옵니다.
   2. 이러한 정맥과 같은 주제에 여러 평가에 대한 근막 평면 (그림 3)과 같은 해부학 적 랜드 마크를 식별합니다.
3. 프로브를 고정 :
   1. 정위 프로브 홀더에 프로브를 고정합니다. 프로브를 확인하는 것은 적절 과도한 움직임을 방지하도록 고정된다. 홀더에 고정 된 프로브로, 이미지가 홀더없이 수동으로 얻은 이미지로 좋은 있는지 확인합니다.
4. Resolutio 최적화이미지의 N :
   1. 고정 된 프로브 (TGC의)를 시간 이득 제어를 사용하여 이미지를 최적화.
      참고 : 루멘과 용기 벽 사이의 전방 및 후방 내막 인터페이스에서 분명한 B 모드 이미지를 얻을 때 최적의 이미지를 얻을 수있다.
   2. 기술자가 수동으로 내피 세포의 근거리 및 원거리 벽의 명확한 정의 된 이미지를 얻을 수있는 이득, 초점, 동적 범위 및 고조파를 조절할 수 있습니다.
5. 이중 도플러 모드 :
   1. B 모드 취득 후, 펄스 도플러 모드에서 스캔 양면 인쇄를 진행합니다.
   2. 상완 동맥 이미지를 조정하고 60 °의 insonation의 각도를 얻기 위해 더 다른 것보다 일단의 트랜스 듀서를 흔들어 홀더 내부 프로브와 발가락 접근에 발 뒤꿈치를 사용합니다.
6. 기준 획득 :
   1. 동맥의 명확한 내막 - 내막 벽 내피 층을 식별하는 만족스러운 B 모드 이미지를 가져옵니다. ENS도플러 신호가없는 머플와 선명하고 깨끗한 사운드를 표시 URE.
   2. 냉동 및 이미지를 고정 취소하여 초음파 CINE 루프를 재설정합니다. F1을 눌러 이미지 소프트웨어에 데이터 기록을 시작합니다. 적어도 30 초 녹음 기준 데이터. 기준선 값을 나타 내기 위해 30 초 동안의 평균 직경 및 혈액의 속도를 분석한다. 참고 : 다른 초음파 및 소프트웨어 셋업 필요한 조치를 얻기 위해 다른 시퀀스를 필요로 할 수있다.

4. 혈관 폐색 측정

1. 팔뚝 클루 :
   1. 신속 동맥 폐색을 유도하기 위해 5 분 동안 위에 - 수축기 압력 (250mm 수은)에 압축 공기를 사용하여 팔뚝 폐색 커프를 팽창.
   2. 4 분, 팔뚝 폐색의 30 초 후, 데이터를 수집 시작합니다.
      참고 : 폐쇄 측정은 폐색의 마지막 30 초로 표시됩니다.

5. 반응성 충혈 (포스트 팔목 릴리스) 측정

1. 사전 커프 릴리스에서 데이터를 획득하려면 계속 :
   1. 5 분에 커프를 수축.
   2. 커프 릴리스 다음 2 분 동안 기록 유지한다.
2. 포스트 커프 자료 기록의 2 분 후, 중지하고 녹음을 저장합니다. 최고 5 초 피크 ​​충혈 직경을 나타내는 데 사용되는 2 분 후 클루 수집 기간 동안 간격을 평균.

결과 6. 분석 : 에지 검출 및 벽 추적

1. FMD 분석의 복잡성으로 인해, 제조업체의 지침에 따라 높은 재현성에 대한 FMD 테스트를 통해 에지 검출 및 벽 추적 소프트웨어를 사용합니다.
   주 :이 오프라인 분석 수동 평가보다 덜 의존적 사업자이고 따라서 FMD ^4,34-36 데이터의 정확성을 향상시킨다. 또한,이 오프 - 라인 분석 시스템은 확장 기말 동맥의 식별을위한 ECG와 동기화를 허용지름, 직경 ⁴ 펄스 관련 변경 사항의 왜곡을 방지. ECG의 사용이 맥동 변동성을 최소화하기 위해지지되어 있지만, ECG ³⁷ gaiting 않고 FMD 프로토콜을 수행하는 것도 가능하다는 것을 주목해야한다. 권장되지는 않지만 가장자리 컴퓨터를 이용한 분석을 사용할 수없는 경우, 직경과 속도 모두의주의 수동 평가 ^(36)를 수집해야합니다.
2. 시각 B 모드 영상 ^(38)을 따라 초음파 캘리퍼스 최상의 위치를 결정하기 위해 각각의 프레임을 검사 용기 직경의 평가를 위해,이 필요하다.
   참고 :에 관계없이 데이터 분석 방법,이 반응 충혈의 첫 번째 20 초, 나머지 포스트 폐쇄 기간 ⁴ 매 5 초 동안 매 4 초 직경과 속도 데이터를 수집하는 것이 좋습니다.

결과

분명히 건강 코호트 그룹의 기본 특성은 통합적인 혈관과 운동 생리학 (LIVEP)의 실험실에서 수행 FMD 테스트의 가장 일반적인 변수는 표 2에 나타내었다 표 1에 제시되어있다. 다음 변수에 주요 FMD 매개 변수로 간주됩니다 게시 된 FMD 튜토리얼 ⁴ 및 가이드 라인 ^(36)에 의해 분석한다.

기?...

토론

1989 ^(20)에 도입 된 FMD 시험 널리 혈관 내피 기능의 비 침습성 측정으로 인간에 사용되어왔다. FMD는 미래의 혈관 관련 질환의 위험 ^19,52,53를 예측하는 표시되지 않은 낮은 FMD 값은 강하게 심장 혈관 장애 ^24,25,54과 상관 관계를 보여왔다. 다른 기술은 내피 세포 기능, 침습적 (관상 동맥 조영술) 모두 비 침습적 (정맥 혈량 측정법과 손가락 체적 변동 측정기를) 평가가 있지만, F...

자료

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 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