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Method Article
본 논문에서는 B-모드 초음파를 사용하여 복부 대동맥 및 경동맥 내막 두께의 비침습적 평가를 위한 방법론적 고려 사항을 설명합니다. 이 기술은 건강 및 질병 연구의 발달 기원에서 초기 동맥 변화를 위한 대리물로 일반적으로 사용됩니다.
고해상도 B-모드 초음파를 사용하여 측정한 경동맥 내막 두께(IMT)는 대부분의 임상적 심혈관 질환 발병의 기저에 있는 병태생리학적 과정인 무증상 죽상동맥경화증의 대리 마커로 널리 사용됩니다. 죽상동맥경화증은 생애 초기에 발병하는 점진적인 질환이기 때문에 소아기와 청소년기에 경동맥 IMT를 측정하여 부작용 노출에 대한 반응으로 동맥 혈관의 구조적 변화를 평가하는 것에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 그러나 죽상동맥경화증의 발병 시기는 혈관나무에 따라 다릅니다. 원시 죽상경화성 병변은 빠르면 유아기부터 복부 대동맥에 나타나며, 일반 경동맥의 경우 청소년기 중반에 비해 두드러집니다. 두 부위 중 하나에서 IMT를 측정하는 것은 특히 어린 아이들의 경우 고려해야 할 몇 가지 기술적 문제에 취약합니다. 이 논문에서는 젊은이의 복부 대동맥과 총경동맥의 IMT를 고품질 평가하기 위한 상세한 단계적 방법을 제공합니다. 우리는 또한 생애 초기의 노출과 노년의 심혈관 질환 사이의 연관성을 탐구할 때 두 사이트의 적절성에 대한 통찰력을 제공합니다.
건강과 질병의 발달적 기원(Developmental Origins of Health and Disease, DoHAD) 가설은 임신부터 2세까지의 중요한 발달 시기의 환경 노출과 노년기의 심장대사 질환에 대한 감수성 사이의 연관성을 제안한다1. 여러 관찰 연구에 따르면 저체중아 출산 및 조산과 같은 주산기 기간의 노출은 장기 심혈관 질환(CVD) 위험과 관련이 있는 것으로 나타났습니다2. 동맥벽의 가장 안쪽 두 층이 점진적으로 두꺼워지는 죽상동맥경화증은 대부분의 임상적 CVD 사례의 전조이다3. 이러한 두꺼움은 IMT(Intima-Media Thickness)라고 하는 기술인 고해상도 밝기 모드(B-모드) 초음파를 사용하여 무증상 단계에서 비침습적으로 측정할 수 있습니다.
1980년대에는 경동맥 IMT로 측정한 초음파가 직접 조직학에 대해 검증되었으며, 그 이후로 초기 동맥 변화를 확인하는 특징적인 비침습적 방법이 되었습니다4. 경동맥 IMT에 대한 평가는 생애 초기에 환경 노출과 혈관 구조의 적응 사이의 연관성을 탐구하고 시간이 지남에 따라 이러한 적응의 잠재적 모니터링을 탐구할 수 있기 때문에 DoHAD 연구에서 인기가 있습니다. 경동맥 IMT는 비만7, 흡연 노출, 이상지질혈증8과 같은 전통적인 CVD 위험 요인 외에도 태아 성장 제한5, 생후 2년 동안의 과도한 체중 증가6와 같은 생애 초기 위험 요인에 노출된 소아에서 증가한다. 경동맥 분기, 내부 및 일반 경동맥의 IMT는 위험 인자와 함께 연구되어 왔으며 모두 노년의 심혈관 질환을 예측하지만9,10, 총경동맥(cIMT) 동맥의 원벽 IMT는 직접 조직학3 및 본 원고의 초점에 대해 검증된 유일한 부위입니다.
중요한 것은, 죽상동맥경화증의 자연적인 진행을 탐구하는 연구는 복부 대동맥이 지방 줄무늬로 알려진 원시 죽상경화성 병변, 특히 혈관의 원위 원거리 벽을 나타내는 큰 탄성 동맥 중 첫 번째임을 나타냅니다11,12. 이에 비해 일반 경동맥은 청소년기 중반에 지방 줄무늬를 나타냅니다. 따라서 복부 대동맥 IMT(aIMT)를 측정하면 혈관 구조의 변화를 조기에 감지할 수 있습니다. 미국의 11-34세 635명을 대상으로 한 Muscatine Offspring Study에서 aIMT는 청소년(11-17세)에서 기존 CVD 위험 요인과 더 강한 연관성을 보인 반면, cIMT는 18-34세 연령의 피험자에서 더 강한 연관성을 보였습니다13. 대조군에 비해 고위험군 소아에서는 두 혈관의 IMT가 모두 증가했지만, 그 효과는 경동맥에 비해 대동맥에서 더 컸으며, 이는 내강 직경14를 설명했다. 이러한 결과와 자연사 연구는 총체적으로 cIMT에 비해 젊은 인구 집단에서 aIMT 측정의 우선순위를 정할 것을 시사합니다. 한계가 없는 것은 아니지만, aIMT의 측정은 변수15가 더 많은 경향이 있고, 최근까지 방법론은 표준화가 부족했으며3, 중심 비만도가 더 큰 개체에서 그 유용성에 대한 우려가 있습니다.
생후 1,000일 이내의 노출에 특히 초점을 맞출 때, 최근의 두 가지 체계적 문헌고찰 및 메타 분석은 각 기법의 민감도에 대한 의미 있는 통찰력을 제공합니다. 0세에서 18세 사이의 겉보기에 건강한 피험자를 대상으로 한 연구에서, Epure 등9은 생후 1,000일 이내의 임상 상태와 cIMT 사이의 연관성을 평가했습니다 . 연구진은 태아 성장 제한이 있든 없든 임신 연령에 비해 임신 연령에 비해 작은-임신 연령(SGA)으로 태어나는 것이 아동 및 청소년의 cIMT 증가와 유의한 연관성이 있음을 발견했다(연구 16건, 참가자 2,570명, 통합 표준화 평균 차이 0.40 [95% CI: 0.15-0.64], p= 0.001, I2 = 83%). 결과 측정치로 aIMT를 사용한 거의 동일한 메타 분석에서, Varley 등[10 ]은 SGA를 타고난 사람들의 aIMT가 대조군에 비해 유의하게 증가했으며, 효과의 크기가 cIMT보다 크다고 보고했다(연구 14건, 참가자 592명, 통합 표준화 평균 차이 1.52 [95% CI: 0.98-2.06], p < 0.001, I2 = 97%). 더욱이, 그들은 Epure 등이 발견하지 못한 다른 위험 요인들, 예를 들어 전자간증에 대한 노출과 임신 연령이 크게 태어나는 것과 같은 연관성을 발견했는데, 이는 아마도 cIMT보다 aIMT의 민감도가 더 높기 때문일 것이다.
중요한 것은 두 문헌고찰 모두 방법론의 표준화 부족과 아동 및 청소년 측정에 대한 맞춤형 조언의 부재를 심층적인 교차 연구 비교의 한계와 다른 노출에 대한 결론적인 결과의 한계로 꼽았다는 점이다. 따라서 본 원고는 어린 나이의 각 측정에 대한 자세한 프로토콜을 제공하는 것을 목표로 합니다. 이러한 프로토콜에 대한 근거와 정당성은 이전에 더 자세히 제시되었습니다3. 우리는 일반적인 방법론적 과제에 대해 논의하고 이를 극복하기 위한 실용적인 권장 사항을 제공합니다.
아래 프로토콜은 초음파 기계 및 그 구성 요소에 대한 기본적인 이해와 초음파 변환기(16,17,18)로 수행할 수 있는 조작을 가정합니다. 또한 검사자, 참가자 및 기계를 초음파 검사의 최신 모범 사례에 따라 검사의 효율성을 높이고 변형을 최소화하기 위해 적절하게 배치하는 것이 좋습니다. 제안 사항은 아래에 나와 있습니다. 모든 평가는 참가자의 편안함과 이미징 확인을 위해 조명이 어둡고 온도가 조절되는 조용한 방에서 수행해야 합니다. 참가자들에게 장 내 가스를 줄이기 위해 테스트하기 전에 최소 8시간 동안 금식하도록 요청하십시오15, 맑은 액체가 허용되지만 더 어린 나이에는 불가능할 수 있습니다. 그러나 식사 직후에 평가하는 것은 피하십시오. 아침에 잠에서 깬 후 처음 2시간 이내에 측정을 수행하는 것이 이전에 복부 대동맥 3,15을 시각화하기 위한 가장 좋은 시간대로 보고되었으며, 이는 또한 단식과 관련된 불편함을 줄일 수 있습니다. 이 프로토콜은 cIMT 측정에 대한 American Society of Echocardiography Carotid Intima-Media Thickness Task Force19, Mannheim Carotid Intima-Media Thickness and Plaque Consensus18 및 Association for European Paediatric Cardiology AECP20에서 제시한 cIMT 측정에 대한 지침과 aIMT 측정을 위해 최근에 발표된 권장 사항을 채택했습니다3. 또한 복부 대동맥 및 주변 구조의 해부학적 구조를 이해하는 데 도움이 되는 최근의 현장 진단 초음파 프로토콜을 검토할 것을 강력히 권장한다21.
모든 연구는 시드니 지역 보건 지구 인간 연구 윤리 위원회(프로토콜 번호 X16-0065 및 X15-0041)에 따라 수행되었습니다. 모든 초음파 이미지에는 식별 정보가 없습니다. 변환기 배치를 설명하는 데 사용된 이미지는 개인의 동의 하에 수행되었거나 동의를 제공할 수 없는 사람의 경우 부모 또는 보호자의 동의하에 수행되었습니다.
1. 일반적인 경동맥 내막 매체 간격
2. 대동맥 내막 매체 간격
3. 반자동 가장자리 검출 소프트웨어를 사용한 오프라인 인티마 미디어 분석
이 섹션에서는 cIMT 및 aIMT 측정의 주요 측면을 강조하기 위해 이전 연구의 결과를 나타냅니다. 그림 1과 그림 2는 cIMT에 초점을 맞추고 있으며, 젊고 건강한 피험자에 대한 횡방향 및 종적 관점과 IMT 복합체에 대한 상세한 시각화를 보여줍니다. 그림 3과 그림 6은 전구의 위치, 이미지 ...
본 원고는 특히 젊은 인구(0-18세)에서 aIMT 및 cIMT를 측정하기 위한 초음파 이미지의 획득 및 분석에 대한 지침을 제공합니다. 두 기술 모두 죽상동맥경화증에 대한 초기 노출의 영향을 조사하는 데 유용성을 입증했지만 아래에서 논의하는 기술적 문제에 취약합니다.
프로토콜 구현의 중요한 단계
초음파 시스템 및 설정: 고...
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저자들은 본 연구에 참여한 모든 분들께 감사의 뜻을 전한다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
12-3 MHz Broadband linear array transducer | Phillips | L12-3 | |
Meijer's Carotid Arc | Meijer | - | |
Semi-automated edge detection analysis software | Medical Imaging Applications | Carotid Analyzer 5 | |
Ultrasound | Phillips | Epiq 7 | |
Ultrasound transmission gel | Parker | 01-08 |
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