Flow-Aracılı brakiyal dilatasyonu ve Sıçanlarda Yüzeyel Femoral Arter Ultrason Değerlendirmesi

Özet

İnsanlarda endotel fonksiyonu Non-invaziv değerlendirme akım aracılı dilatasyon tekniği ile tespit edilebilir. çalışmaların binlerce bu tekniği kullanmış olmasına rağmen, hiçbir çalışma sıçanlarda non-invaziv bu tekniği yürüttü. aşağıdaki makale brakiyal akım aracılı dilatasyon ve sıçanların yüzeyel femoral arterlerin non-invaziv ölçümü açıklanır.

Özet

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.

Giriş

vasküler endotelyum bu çizgiler arterlerin lümen hücresel mono-katman ve vasküler fonksiyon önemli bir düzenleyicidir. Kan damar çapındaki düzenlenmesi ile sonuçlanır endotel salınan çeşitli moleküller bulunmaktadır. Bu moleküller arasında, nitrik oksit (NO), uyarıya tepki olarak vasküler endotel serbest primer vazodilatör molekül olduğu düşünülmektedir (örneğin, kesme stresi insülin, asetilkolin veya değişiklikler) ^1. Vasküler endotelyum içinde, NO sentazı (eNOS) endotel enzimi tarafından üretilir ve daha sonra endotel hücreleri ² salınır. HAYIR gevşeme ve artan damar çapı ³ neden damar düz kas yayılır.

Endotel disfonksiyonu akım aracılı dilatasyon (FMD) tekniği ^4,5 kullanarak insanlarda non-invaziv olarak değerlendirilebilir. FMD için işlevsel bir biyodeney temsil önerilmiştir endotelyum türevliİnsanlarda NO biyoyararlanım ve tipik bir ~ 5 dk uzuv tıkanıklığı ⁶ Aşağıdaki reaktif hiperemi yanıt olarak brakiyal veya yüzeyel femoral arter değerlendirilir. Reaktif hiperemi NO ⁸ salımını işaret, endotel hücresine ⁷ transdüksiyona laminer kesme kuvvetleri artar. Son yıllarda, NO salınımı ile başlatılan damar genişlemesi oranı ^9,10 tartışma konusu olmuştur, ancak FMD endotele bağımlı dilatasyonu göstergesidir ve sürekli olarak kardiyovasküler olayların ^11-13 önceden gösterilmiştir.

Bugüne kadar, çalışmaların binlerce insanlarda endotelyal fonksiyonu non-invaziv ölçümü için FMD tekniği istihdam var. translasyonel araştırma odak son vardiya göz önüne alındığında, kemirgenlerde FMD non-invaziv ölçümü için kurallar son derece değerli olacaktır. Bir öteleme yaklaşımla tutulması, bu protokol brakiyal ve supe içinde Şap ölçümü için kurulmuşturBu siteler olarak sıçan rficial femoral arter, en çok insanlarda ölçülür. sıçanlarda sağlam ve tekrarlanabilir FMD yanıt Bu protokol sonuçları Ancak, sıçanlarda FMD ölçümü teknik olarak zor ve diğer araştırmacılar video gösterimi olmadan çoğaltmak için zor olabilir. Bu nedenle, aşağıdaki makale brakiyal ve sıçanların yüzeyel femoral arterlerde FMD non-invaziv ölçümü için bir yöntem ortaya koyacak.

Protokol

Bütün hayvan prosedürleri Laboratuar Hayvanlarının ¹⁴ Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu uyduğu ve Utah Üniversitesi ve Salt Lake City Veterans Affairs Medical Center Hayvan Bakım ve Kullanım tarafından onaylanmıştır.

1. Hayvan hazırlanması

1. % 100 oksijen% 3 izofluran içeren anestezi indüksiyon odasında hayvan yerleştirin. dış uyaranlara tepkisiz kadar indüksiyon odasında hayvan bırakın.
2. indüksiyon odasından gelen hayvan çıkarın ve elektrokardiyogram (EKG) elektrotlar ile donatılmış ısıtmalı muayene masasına yerleştirin. % 100 oksijen% 3 izofluran de anestezi korumak. Brakiyal ve yüzeyel femoral arter FMD aynı anda yapılamaz. Bu nedenle, her ölçüm için hazırlık talimatları aşağıda listelenmiştir.

2. Brakial Arter Hazırlık

1. hayvan yatar pozisyonda ve sol üst ekstremite ve An her alt ekstremite dizginlemekcerrahi bant ile muayene masasına minimal-.
2. Üst kolun alt kısmı hafif bir platform üzerinde (~ 0.2-0.5 cm) yükselir, böylece, hayvanın sağ üst kenara kısıtlamaktadır.
3. saç kaldırmak için hayvanın sağ üst ekstremite için tüy dökücü ajan (örneğin, Nair) uygulayın.
4. dirsek, sağ üst ekstremite distalinde bir oklüzyon manşetini (çap standart damar tıkayıcı lümen 10 mm) yerleştirin. Enflasyon / deflasyon uzuv taşımak ve ultrason görüntüleri rahatsız edecek şekilde, platformda oklüder koymayın.
5. ultrason klavyeyi kullanarak B-mod ultrason makinesi ayarlayın.
6. tıkanma manşet hayvana, proksimal üst ekstremite için ultrason jeli küçük bir miktar uygulayın.
7. El ile üst ekstremite ile stereotaktik sahibine bağlı bir ultra yüksek frekanslı doğrusal dizi transdüser hizalayın. brakiyal arter 2-3 mm derinliğinde görünür olmalıdır.
8. brakiyal arter, değil brakiyal ven ediliyor doğrulamak içingörüntülü, ultrason klavye kullanarak PW-moduna geçin. Sürekli kan akışını olacak bitişik ven aksine atardamar pulsatil kan akımı olacaktır.

3. Yüzeysel Femoral Arter Hazırlık

1. hayvan yatar pozisyonda ve üst bacaklarda ve cerrahi bant ile muayene masasına sol alt ekstremite dizginlemek.
2. Bir ped (örneğin, katlanmış kağıt havlular) kullanarak platformu üzerinde yüksek bir konumda (~ 0.5-1 cm) hayvanın sağ alt ekstremite dizginlemek.
3. Hayvanın sağ saç kaldırmak için alt ekstremite tüy dökücü ajan (örneğin, Nair) uygulayın. epilasyon sonrasında femoral ven üst uyluk açıkça görünür olmalıdır.
4. Sağ ayak bileği bir tıkanıklık manşet (çap standart damar tıkayıcı lümen 10 mm) proksimal yerleştirin. Enflasyon / deflasyon alt ekstremite taşımak ve ultrason görüntüleri rahatsız edecek şekilde, platformda oklüder koymayın.
5. ultrason makinesi ayarlayınB-mod.
6. tıkanma manşet hayvana, proksimal alt ekstremite ultrason jeli küçük bir miktar uygulayın.
7. El ile deri yoluyla görülebilir femoral ven ile stereotaktik bir tutacak bağlanmış ultra yüksek frekanslı doğrusal dizi dönüştürücü hizalayın. yüzeyel femoral arter 1 mm derinliğinde
8. Yüzeyel femoral arter, değil femoral ven, görüntülü doğrulamak için, PW-moduna geçin. Sürekli kan akışını olacak bitişik ven aksine atardamar pulsatil kan akımı olacaktır.

4. Temel Faz

1. Insanlarda ¹⁵ yapılması nasıl benzer B-mod görüntü, optimize edin. Her iki duvarlarında görüntülendi intima-medya ile geminin yatay, uzunlamasına görüntü görülmektedir emin olun. Biraz mümkün olduğunca arter o kadar emin olmak için ultrason probu yerleştirme ayarlayarak görüntüyü optimize yakalama penceresinde görüntülenebilir.
   1. Alternatif olarak, parlaklık / kontrast, odak bölgeleri, frekans, dinamik aralık ve çizgi yoğunluğu değiştirerek daha iyi bir görüntü elde etmek için ultrason ayarlarını. Orada ultrason görüntüsünü optimize etmek için başka yollar vardır, ancak bu ayrıntılı açıklaması bu protokol kapsamı dışındadır.
2. arter görüntülerinin optimizasyonu sonra, toplanan tek çaplı kare bir kardiyak siklusun her diyastolik kısmı sırasında olduğundan emin olmak için R-dalgası sırasında çekilen tek resimleri görüntülemek için EKG-yolluk açın.
   NOT: EKG yolluk fizyolojik ayarları seçeneği altında EKG yolluk seçerek bu protokolde kullanılan ultrason makinede kullanılabilir, ancak bu özellik tüm ultrason makinelerde mevcut olmayabilir. Görüntü optimize sonra EKG yolluk alt kare hızlarında bir görüntü elde etmek zor olduğu gibi, açık olmalıdır (yani, bir zamanlar R-dalgası başına). EKG-yolluk, yüksek çerçeve yüksek bir kalp sıçanlarda hızı ve gereksinimi kombinasyonu olmadanoran kardiyak siklusun diyastolik kısmı sadece ~ 10-20 saniye klipleri için izin verir yakalamak için. Her klipte verilerin hantal boyutu ve miktarı önemli ölçüde analiz yükünü artırır.
3. Tutanak B-modu kullanılarak temel verilerin 60 saniye.
   NOT: Bir ultrason klibi kaydedilebilir kare sayısı bir sınır var gibi ultrason makinesi her zaman kaydediyor, ancak, tüm görüntüleri, ultrason makinesinde saklanır. klip uzunluğu (yani, kare sayısı) ayarları ayarlanabilir. Klibin başına kare sayısı için ayarlamak için önerilmektedir. kayıt, bir klibin sonunda ise kayıt devam ediyor (yani, kare sayısı ulaştı), ama klip ileri En son kare yakalama rulolar. Bu durumda, en büyük çerçeve sınırının dışında ele geçirildi kare daha erken sonradan silinir. Kayıt bu inceliklerini makineler arasında farklılık olmakla birlikte, kayıt uzunluğu ayarlaması gerekebilir.
4. SwiPW-moduna tch. lümen ortasında imleci yerleştirin. Örnek kapıları imleç referans otomatik olarak alınacaktır, ancak ultrason klavyesini kullanarak genişlik için ayarlanabilir. ≤60 ° lik bir İnsonasyon açısını muhafaza.
   1. Doppler ışın açısı değiştirerek İnsonasyon açısını ayarlayın. ultrason klavyeyi kullanarak açıya ince ayarlamalar yapın. Bunların hiçbiri ölçümü için uygun bir açı sağlarsanız, elle daha uygun açıya arter eğerek ultrason probu ayarlayın. ultrason açısının herhangi ayarlama yapılırsa, B-mod görüntüleri hatırlamak.
5. hız verilerinin 10 saniye kayıt.

5. Oklüzyon Faz

1. bir hava-dolu 10 mi şırınga kullanılarak damar tıkayıcı şişirme. damar tıkayıcı hava basıncı sabit tutmak için, kendi üzerine tüp katlayın ve katlanmış tüp bağlayıcı klibi yerleştirin.
2. kanıtladığı gibi, manşet tıkanıklığı onaylamak için PW-moduna geçmekkan akımı büyük bir azalma.
3. oklüzyon 04:45 dakika kadar 60 saniyelik klipler B-mod ve kayıt verilerine geçin.
4. PW-moduna geçer. Kalp hızı kaydını ve analiz için her ultrason klibin süresini tutun.

6. hiperaemik Faz

1. katlanmış tüp bağlayıcı klibi kaldırarak PW-modunda kayıt yaparken manşeti bırakın. Kayıt 5 saniye önce ve 5 saniye manşet yayımlanmasından sonra.
2. tıkanmasından sonra 3 dakika kadar 60 saniye klipler B-mod ve kayıt verilerine geçin. Kalp hızı kaydını ve analiz için her ultrason klibin süresini tutun.
3. FMD tamamlanmasından sonra muayene masasının hayvan kaldırmak ve sternum yatma korumak için yeterli bilinci yerine kadar izler.

7. Analiz

1. Analiz için, tarafsız sağlayan kenar algılama yazılımı ile donatılmış bir çevrimdışı bilgisayar, DICOM dosyaları olarak ihracat ultrason caydırmakHer karede arter çapının ermesi. son derece zaman yoğun ve araştırmacı önyargı tabi olarak analiz, ultrason makinede ancak tavsiye edilmez mümkündür.
2. Bazal ve oklüzyon aşamasında 60 saniye segmentlerinde arter çapı verilerini analiz ve hiperemik aşamasında 10 saniye segmentlerinde.
3. Otomatik kenar algılama yazılımı akış analiz yeteneklerini kullanarak kan hız verileri analiz edin. Bazal ve oklüzyon aşamalarında üniform görünüm 5 ya da daha fazla ardışık dalga şekillerini ölçerek ortalama kan hızı belirleyin. hemen manşet yayımlanmasından sonra kan hızları için reaktif hiperemi sırasında ortalama kan hızı belirleyin. En yüksek kan hızı ile dalga tepe kan hızı olarak kabul edilir.

Sonuçlar

Akış aracılı dilatasyon 8 Wistar sıçanların brakiyal ve yüzeyel femoral arter üzerinde gerçekleştirildi. Sıçan konumlandırılması, Şekil 1 'de gösterilmiştir.

Yüzeydeki bir femoral arter Örnek ultrason görüntüleri, Şekil 2'de gösterilmiştir.

Tartışmalar

Bu çalışmada, FMD non-invaziv ölçüm brakiyal ve sıçanların yüzeyel femoral arterlerde gösterilmiştir. 5 dakika oklüzyon döneminde, aşağıdaki insanlarda ^6, benzer şekilde, kan akımı (yani, reaktif hiperemi) bu şekilde arter sonraki vazodilatasyona neden arter duvarına yırtılma hızını artırarak hızlı bir artış oldu. FMD brakiyal ve yüzeyel femoral arterlerde hem de gözlendi. Ayrıca, arterler arasındaki şap güçlü bir ilişki vardı. pik kayma hızı yüzeyel femoral arter ...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Vevo 2100 High Resolution Micro-Ultrasound Imaging System	VisualSonics, Toronto, ON, CAN
MicroScan Ultra-High Frequency Linear Array Transducer - MS-700 30-70 MHz	VisualSonics, Toronto, ON, CAN
Vevo Imaging Station	VisualSonics, Toronto, ON, CAN
Thermasonic gel warmer	Parker Laboratories, Fairfield, NJ, USA	82-03	Optional
Signacreme electrode cream	Parker Laboratories, Fairfield, NJ, USA	17-05
Transpore surgical tape	3M, Maplewood, MN, USA	1527-1
Depilatory cream (e.g., Nair)	General supply
Cotton swabs	General supply
Ultrasound gel	General supply
Standard vascular occluder, 10 mm lumen diameter	Harvard Apparatus, Holliston, MA, USA	62-0115
10 ml syringe with Luer-Lok tip	General Supply		Used for occlusion cuff apparatus
Paperclip	General Supply		Used for occlusion cuff apparatus
Hypodermic needle – 18 gauge	General Supply		Used for occlusion cuff apparatus
Medium binder clip	General Supply		Used for occlusion cuff apparatus