Name: ultrasound assessment of endothelial-dependent flow-mediated vasodilation of the brachial artery in clinical research
Uploaded: 2014-10-22T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Ultrasound Assessment of Endothelial-Dependent Flow-Mediated Vasodilation of the Brachial Artery in Clinical Research at JoVE.com

Fra det vaskulære Integreret fysiologi og Experimental Therapeutics (VIPERx) Laboratory, blev dette arbejde støttet af midler fra Institut for Kirurgi, University of California, San Francisco og det nordlige Californien Institut for Forskning og Uddannelse. Den beskrevne Projektet blev støttet af Award nummer KL2RR024130 fra National Center for Research Resources. Indholdet er alene forfatternes ansvar og repræsenterer ikke nødvendigvis de officielle synspunkter National Center for Forskning Ressourcer eller National Institutes of Health.

Den følgende procedure, der er udviklet som en del af en investigator-indledte studie blev gennemgået og godkendt af University of California, gav San Francisco (UCSF) Udvalget om menneskelige Forskning (CHR) og alle deltagere informeret samtykke. 1. Udstyr <ol><li> Brug en EKG gated billedoptagelse system til at registrere og analysere MKS. Tilslut en Philips HD11 ultralyd til en stationær pc. </li><li> Tilslut et videosignal fra ultralyd med en speciel ramme-grabber kort på pc&#39;en...

Endotel dysfunktion er en ubalance i de kemiske mediatorer påvirker fartøj tone og et tidligt trin i udviklingen af ​​åreforkalkning. Måling reaktiviteten af ​​en arterie er en måde at vurdere tilstanden af ​​disse kemiske veje. Både direkte og indirekte metoder til vurdering reaktivitet findes for de forskellige kar, lige fra direkte infusion af en endotel-agonist i den koronare cirkulation til ikke-invasiv, puls bølgeform analyse i pegefingeren 38. Pulsåren M...

Den humane vaskulære endotel indeholder strukturelle og funktionelle roller i kroppen. I histologiske sektioner forekommer lille endothelium, der omfatter et tyndt lag af celler 1-2 mikrometer tyk sidder oven på et lag af glatte muskelceller (medier) og et tykt lag af bindevæv (adventitia). Taget som en helhed, endothelium giver et bredt område for udveksling af information mellem blod og vaskulær glat muskelvæv. Ved et skøn, et tværsnitsareal på 700 m 2 og en masse på 1.000-1.500 gram i en 70 kg mand, er sammenlignelig i masse til leveren 1. En sund endotel giver mulighed for mekanisk at kemisk signal transduktion for at opretholde homeostase af blodkarret. Endotel dysfunktion er en ubalance af disse mediatorer og det første skridt i vaskulær sygdom, stede, inden det histologiske tegn på åreforkalkning. En ikke-invasiv, in vivo-metode til kvantificering vasodilaterende funktion af humanarterie eksisterer. Denne metode, endotel-afhængige, flow-medieret vasodilatation (FMD) er almindeligt anvendt i kliniske forsøg. Den endotel fungerer som en strukturel komponent af vaskulaturen og fremstiller komponenter af den ekstracellulære matrix, såsom glycosaminoglycaner og fibronektin 2. Langsigtede ændringer i blodgennemstrømning og akut beskadigelse af arterien kan føre til strukturelle ændringer. Funktionelt, deltager de vaskulære endotelceller i reguleringen af ​​fartøjets tone, inflammatoriske processer, antithrombosis og antikoagulationsbehandling. Endotelceller påvirker vasokonstriktion gennem endothelin mens vasodilatation medieres af nitrogenoxid (NO), prostacyclin og endotel afledt hyperpolarisering faktor (EDHF) 3-6. Endotel dysfunktion er en forringelse af nogen af ​​disse mæglere og det første skridt i åreforkalkning. Ikke overraskende, som en mekanisme til sygdom, er det forbundet med en række klinisk vigtigetilstande, såsom koronararteriesygdom, hypertension og diabetes mellitus 7-11. Vigtigt er det, kan observeres endotel dysfunktion hos individer uden diagnosticeret hjerte-karsygdomme og er en indikator for fremtidige kardiovaskulære hændelser 7,12,13. Et mål for endotel dysfunktion, i kombination med Framingham score, kan give yderligere prognostisk information over enten foranstaltning alene 14. Foranstaltninger af endotel dysfunktion kan involvere direkte infusion af et farmakologisk middel. Intercoronary infusion af acetylcholin, for eksempel kombineret med kvantitativ angiografi viser vasodilatation hos patienter med en intakt endotel. Men personer med endotelødelæggelse erfaring paradoksale vasokonstriktion. 15 i perifere arterier, infusion af et farmakologisk middel med måling af flow af gauge-stammen plethysmografi er mulig 16. Agents, der har direkte indvirkning på endotel og fremkalde en kemisk signal betegnes endotel-afhængige vasodilatatorer. Acetylcholin for eksempel virker på muskarine receptorer på endotelceller, hvilket fører til øget intra-cellulær calciumkoncentration, aktivering af nitrogenoxidsyntase og vasodilatation. Midler, som påvirker vasodilation uden involvering af endotel kaldes endotel-uafhængige midler. Nitroglycerin, for eksempel aktiverer opløselig guanyl-cyclase og cyklisk guanosin-3 &#39;- 5&#39;-monophasphate (cGMP), som formidler karudvidelse i karvæggen gennem proteinkinaser regulerer intracellulære calciumkoncentrationer 17. Der er en non-invasiv, in vivo-metode til kvantificering af endotel dysfunktion indført ved Celermajer og associerede kaldet &quot;flow-medieret, endotel-afhængige vasodilatation&quot; (FMD) 18. Kort fortalt ændringer arteriel blodgennemstrømning åben forskydningsspænding følsomme ion channaler i endotelet. Signalet tranduced via en anden messenger kaskade og aktiverer endotel nitrogenoxidsyntase (eNOS), genererer NR. Denne art diffunderer gennem cellemembranen til tilstødende glatte muskelceller (SMC). Inden for SMC signalet transduceres, sænke intracellulære calciumkoncentration og påvirker vasorelaksation 19. Diameteren af ​​arterie lumen øges, hvilket fører til en stigning i flowet i overensstemmelse med Hagen-Poiseullie ligning blod. Effekten af MKS kan afskaffes med administration af en NO syntase inhibitor, såsom mono-methylarginin (L-NMMA) 20. Celermajer et al. Nyskabende arbejde har tilladt brugen af høj opløsning B-mode ultralyd til at vurdere ændringen i arterie diameter under den reaktive hyperæmi der følger iskæmi. I denne teknik et menneske hviler liggende og diameteren af ​​brachialarterien måles i et langsgående plan. En blod-trykkogerre manchetten anvendes til at producere iskæmi i lemmerne. Efter frigivelse af blodtryksmanchet diameteren af ​​arterien måles igen. Den hurtige forandring i forskydningsspænding er den stimulus for NO medieret vasodilatation. En simpel ligning beskriver ændringen i diameter i forhold til basislinjen diameter (ligning 1). En fuld diskussion af parametrene i denne ligning, hyperæmi og baseline diameter, kan findes i protokollen og resultater sektioner.  I flere studier har procent FMD vist sig at forudsige kardiovaskulære hændelser hos patienter med nedsat kardiovaskulær sygdom 21-24. En sammenhæng mellem pulsåren procent MKS og koronar MKS blev etableret af Anderson et al., Dæmonertrating en sammenhæng mellem perifere målinger og de ​​mere klinisk relevante iskæmiske forandringer til hjertet 25. MKS ikke viser den maksimale vasodilatation af fartøjet. For at evaluere denne kan MKS efterfølges af endotel-afhængig, nitroglycerin-medieret vasodilatation af det samme fartøj. Der er tekniske problemer, der påvirker måling af procent MKS. Siden indførelsen af den teknik, viste flere studier en høj grad af inden for individet og inter-operatør variabilitet 26. Det er blevet påvist, at fysiologiske faktorer såsom rygning, antihypertensiv medicin, tidspunkt på dagen, og fastende tilstand påvirker procent MKS. Ligeledes har tekniske valg, såsom placeringen af manchetten i forhold til stedet for måling og varigheden af okklusion vist sig at påvirke målingen 27,28. Retningslinjerne er offentliggjort, at beskrive den nuværende konsensus og give mulighed for standardisering af teknik mellemlaboratorier 19,29. På trods af den større enighed om, teknik, flow-medieret vasodilatation fortsat meget afhænger af operatøren med en lang indlæringskurve. Corretti, for eksempel, anbefaler sonographer komplet 100 scanninger under tilsyn af en erfaren efterforsker før operere selvstændigt. For at opretholde et niveau af tilstrækkelig ekspertise, anbefales det teknikeren komplet 100 scanninger årligt. For efterforskerne med en lille prøve befolkning og begrænsede ressourcer, indlæringskurven præsenterer en adgangsbarriere. Denne artikel vil vise en metode til flow-medieret vasodilatation af pulsåren i overarmen og tilbyde tekniske forslag til at reducere variabilitet intra-operatør.

<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

Det vaskulære endotel er et monolag af celler, der dækker det indre af blodkar og giver både strukturelle og funktionelle roller. Den endotel fungerer som en barriere, der forhindrer leukocytadhæsion og sammenlægning, samt kontrollere permeabilitet til plasma komponenter. Funktionelt, endothelium påvirker fartøjets tone. Endotel dysfunktion er en ubalance mellem de kemiske stoffer, som regulerer fartøj tone, thombroresistance, cellulær proliferation og mitose. Det er det første skridt i åreforkalkning og er forbundet med koronararteriesygdom, perifer arterie sygdom, hjertesvigt, hypertension og hyperlipidæmi. Den første demonstration af endotel dysfunktion involveret direkte infusion af acetylcholin og kvantitativ koronarangiografi. Acetylcholin bindes til muskarine receptorer på endotelcelleoverfladen, hvilket fører til en stigning i intracellulært calcium og øget nitriske oxid (NO) produktion. Hos forsøgspersoner med intakt endotel blev vasodilatation iagttaget, mens patienter med endotel skade oplevede paradoksalt vasokonstriktion. Der findes en ikke-invasiv, in vivo-metoden til måling af endotelial funktion i perifere arterier ved hjælp af høj opløsning B-modus ultralyd. Den endotel funktion af perifere arterier er nært beslægtet med koronar funktion. Denne teknik måler den procentvise ændring diameter i brachialarterien i en periode af reaktiv hyperæmi efter iskæmi i lemmerne. Denne teknik, der er kendt som endotel-afhængige, flow-medieret vasodilatation (FMD) har værdi i klinisk forskning indstillinger. En række fysiologiske og tekniske spørgsmål, kan dog påvirke nøjagtigheden af ​​de resultater og relevante retningslinjer for teknikken er blevet offentliggjort. Til trods for de retningslinjer, MKS fortsat meget operatørafhængig og præsenterer en stejl indlæringskurve.Denne artikel præsenterer en standardiseret metode til måling af MKS i brachialarterien på overarmen og giver forslag til at reducere variabilitet intra-operatør.

De vigtigste variable flow-medieret vasodilatation er vist i tabel 1. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" fo:keep-together.within-page="always"><tbody><tr><td> Variabel </td><td> Beskrivelse </td></tr><tr><td> Middel hastighed (cm / sek) </td><td> Den gennemsnitlige arterielle hastighed af blod i den midterste 50% af hulrummet under en hjertecyklus estimeret ud fra Doppler spektrale bølgeformer, der er proportionale med blodgennemstrømningen og omvendt proportional med tværsnitsarea...

Watch this Scientific Journal Video about Ultrasound Assessment of Endothelial-Dependent Flow-Mediated Vasodilation of the Brachial Artery in Clinical Research at JoVE.com

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

Endothelial dysfunktion er forbundet med en række sygdomstilstande og er prædiktive for uønskede kardiovaskulære hændelser hos mennesker. Flow-medieret vasodilatation (FMD) er en non-invasiv ultralyd metode til at evaluere endotelfunktion. Metodiske valg og operatør erfaring kan påvirke resultaterne. En systematisk tilgang til MKS i humane studier diskuteres her.

Ultralyd Vurdering af Endotel-afhængige Flow-medieret Vasodilatation af pulsåren i den kliniske forskning

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

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Nursing

Medicine

Unit 1

Vital Signs: Blood Pressure

SCIENTISTS IN ACTION

The Use of Pharmacological-challenge fMRI in Pre-clinical Research: Application to the 5-HT System

Anvendelse af farmakologiske-udfordring fMRI i præklinisk forskning: Ansøgning til 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 ...

A Novel Application of Musculoskeletal Ultrasound Imaging

A Novel Anvendelse af Muskuloskeletal Ultralydbilleddannelse

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

Klinisk vurdering af Spatiotemporal gangparametre i patienter og ældre voksne

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

Ultralyd funderet vurdering af koronararterie Flow og koronar Flow Reserve Brug af trykoverbelastning Model i mus

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

Ultralyd Vurdering af endotel Funktion: En teknisk retningslinje af Flow-medieret 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 ...

Ultrasound-based Pulse Wave Velocity Evaluation in Mice

Ultralyd-baserede Pulse Wave Velocity Evaluering i mus

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

Ultralyd Vurdering af Flow-medieret dilatation af brachialis og Overfladiske lårarterier i rotter

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

Brachialis arterie kateterisation i svin

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

Vurdering af statisk graviceptive perception i Roll-Plane ved hjælp af subjektive Visuelle Lodret Paradigm

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

Direkte levering af lægemidler til nyrerne via nyrepulsåren

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