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 Vaskulær Integrert fysiologi og Experimental Therapeutics (VIPERx) Laboratory, ble dette arbeidet støttes av midler fra Department of Surgery, University of California, San Francisco og Northern California Institute for forskning og utdanning. Prosjektet beskrives ble støttet av Award Antall KL2RR024130 fra Nasjonalt Senter for Forskningsressurser. Innholdet er utelukkende ansvaret til forfatterne og representerer ikke nødvendigvis de offisielle visningene av Nasjonalt Senter for Forskningsressurser eller National Institutes of Health.

Følgende prosedyre, utviklet som en del av en etterforsker-initiert studie, ble gjennomgått og godkjent av University of California, ga San Francisco (UCSF) Committee on Human forskning (CHR) og alle deltakere informert samtykke. 1. Utstyr <ol><li> Bruk en EKG gated Image Capture system for å registrere og analysere FMD. Koble en Philips HD11 ultralyd til en stasjonær PC. </li><li> Koble en videosignal fra ultralyd med en spesiell ramme-grabben kortet på PC. </li><li> Relé et audiosi...

Endotelial dysfunksjon er en ubalanse i de kjemiske mediatorer som påvirker fartøy tone og en tidlig skritt i utviklingen av aterosklerose. Måling av reaktivitet av en arterie er en måte å vurdere tilstanden til disse kjemiske veier. Både direkte og indirekte fremgangsmåter for å vurdere reaktivitet eksisterer for de forskjellige vaskulære senger, som strekker seg fra direkte infusjon av en endotel-agonist i koronar blodsirkulasjonen til ikke-invasiv, pulsbølgeformanalyse i pekefingeren 38.. <p ...

Den human vaskulær endotel gir strukturelle og funksjonelle roller i kroppen. I histologiske snitt, vises endotelet liten, omfattende et tynt lag av celler 1-2 mikrometer tykke sitter oppå et lag av glatte muskelceller (media), og et tykt lag av bindevev (adventitia). Sett under ett, gir endotelet et stort område for utveksling av informasjon mellom blod og vaskulær glatt muskelvev. Ved en beregning, et tverrsnittsareal på 700 m 2 og en masse på 1000-1500 g i en 70 kg menneske, er sammenlignbare i massen til leveren 1. En frisk endotel muliggjør mekanisk til kjemisk signaltransduksjon for å opprettholde homeostase av blodkaret. Endotelial dysfunksjon er en ubalanse av disse mediatorer, og det første trinnet i vaskulær sykdom, til stede før histologiske tegn på aterosklerose. En ikke-invasiv, in vivo metode for å kvantifisere den vasodilaterende funksjon av humanarterie eksisterer. Denne metoden, endotelet avhengig, flow-mediert vasodilatasjon (FMD) er mye brukt i kliniske studier. Endotelet virker som en strukturell komponent av vaskulaturen og produserer komponenter av den ekstracellulære matrise som glykosaminoglykaner og fibronektin 2. Langtids endringer i blodstrøm og akutt skade arterien kan føre til strukturelle endringer. Funksjonelt, vaskulære endotelceller delta i regulering av fartøy tone, inflammatoriske prosesser, antithrombosis, og antikoagulasjon. Endotelceller påvirker vasokonstriksjon gjennom endotelin mens vasodilatasjon er mediert av nitrogenoksid (NO), prostasyklin og endotelial avledet Hyperpolarizing faktor (EDHF) 3-6. Endotelial dysfunksjon er en nedskrivning av noen av disse meklere og det første trinnet i aterosklerose. Ikke overraskende, som en mekanisme for sykdommen, det er forbundet med en rekke klinisk viktigetilstander som koronarsykdom, høyt blodtrykk og diabetes mellitus 7-11. Viktigere, kan endotelial dysfunksjon observeres hos personer uten diagnostisert hjerte-karsykdom og er prediktiv for fremtidige kardiovaskulære hendelser 7,12,13. Ett mål på endotelial dysfunksjon, i kombinasjon med Framingham score, kan gi ytterligere prognostisk informasjon ovenfor enten tiltaket alene 14. Måler av endotelial dysfunksjon kan innebære direkte infusjon av en farmakologisk middel. Intercoronary tilførsel av acetylkolin, for eksempel kombinert med kvantitativ angiografi viser vasodilatasjon hos individer med intakt endotel. Men personer med Endothelskaden erfaring paradoksal vasokonstriksjon. 15 i perifere arterier, er infusjon av et medikament med måling av flyt av måler belastning pletysmografi mulig 16. Agents som direkte påvirker endotelet og lokke fram et kjemisk signal kalles endotel-avhengige vasodilatorer. Acetylcholin, for eksempel, virker på muskarine reseptorer på endotelceller, noe som fører til økt intra-cellulære kalsiumkonsentrasjon, aktivering av nitrogenoksydsyntase og vasodilatasjon. Agenter som påvirker vasodilatasjon uten involvering av endotelet kalles endotel-uavhengig agenter. Nitroglycerin, for eksempel, aktiverer oppløselig guanyl cyklase og cyklisk guanosin-3 &#39;, - 5&#39;-monophasphate (cGMP) som medierer vasodilatasjon i åreveggen via proteinkinaser regulerer intracellulære kalsiumkonsentrasjoner 17. Det er en ikke-invasiv, in vivo metode for å kvantifisere endothelial dysfunksjon introdusert av Celermajer og kollegaer kalt &quot;flow-mediert, endotelet-avhengig vasodilatasjon&quot; (FMD) 18. Kort, endringer arterieblodstrøm åpent skjærspenning følsom ion chanNels i endotelet. Signalet tranduced via en andre messenger-kaskade og aktiverer endotelial nitrogenoksydsyntase (eNOS), generering av NO. Denne arten diffunderer gjennom cellemembranen til nabo glatte muskelceller (SMC). Innenfor SMC, blir signalet omformet, senking intracellulær kalsiumkonsentrasjon og påvirker vasorelaxation 19. Diameteren av arterien lumen øker, noe som fører til en økning i blodstrøm i samsvar med den Hagen-Poiseullie ligningen. Effekten av FMD kan oppheves med administrering av en NO-syntase inhibitor slik som mono-methylarginine (L-NMMA) 20. Celermajer et al. Innovative arbeid har tillatt bruk av høy oppløsning B-modus ultralyd for å vurdere endringer i arterie diameter under den reaktive hyperemi som følger iskemi. I denne teknikken, hviler en pasient liggende og diameteren av arteria brachialis er målt i et langsgående plan. En blod-plare mansjett brukes til å produsere iskemi i lem. Etter frigjøring av mansjetten diameteren av arterien blir målt igjen. Den raske endringen i skjærspenning er stimulans for NO vasodilasjon. En enkel ligning beskriver endringen i diameter i forhold til diameteren basislinje (Ligning 1). En full diskusjon av parameterne i denne ligningen, hyperemia og baseline diameter, kan finnes i protokollen og resultater seksjoner.  I flere studier har prosent FMD blitt funnet å forutsi kardiovaskulære hendelser hos pasienter med etablert hjerte-og karsykdommer 21-24. En korrelasjon mellom brakialarterien prosent FMD og koronar FMD ble etablert av Anderson et al., Demonertrating en kobling mellom perifere målinger og de ​​mer klinisk relevante iskemiske forandringer til hjertet 25. FMD ikke demonstrere maksimum vasodilatasjon av fartøyet. For å evaluere denne, kan FMD følges av endotel-avhengige, nitroglycerin vasodilasjon av samme fartøy. Det er tekniske problemer som påvirker måling av prosent FMD. Siden introduksjonen av teknikken, flere studier viste en høy grad av innen-faget og inter-operatør variasjoner 26. Det har blitt vist at fysiologiske faktorer som røyking, antihypertensive medisiner, tid på dagen, og fastende tilstand påvirker prosent FMD. Likeledes har tekniske valg slik som posisjonen av mansjetten i forhold til stedet for måling og varigheten av okklusjon blitt vist å påvirke målingen 27,28. Retningslinjene har blitt publisert som beskriver den nåværende konsensus og gir mulighet for standardisering av teknikk mellomlaboratorier 19,29. Til tross for utvikling konsensus om teknikk, forblir flow-mediert vasodilatasjon tungt avhengig av operatøren med en lang læringskurve. Corretti, for eksempel, anbefaler Utralydoperatøren komplett 100 skanninger under tilsyn av en erfaren etterforsker før opererer uavhengig. For å opprettholde et nivå av tilstrekkelig kompetanse, anbefales det teknikeren komplett 100 skanninger årlig. For etterforskere med en liten prøve befolkning og begrensede ressurser, presenterer læringskurve en etableringsbarriere. Denne artikkelen vil vise en metode for flow-mediert vasodilatasjon av brakialarterien i overarmen og tilbyr tekniske forslag for å redusere intra-operatør variabilitet.

<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 av celler som dekker det indre av blodkar og gi både strukturelle og funksjonelle roller. Endotelet fungerer som en barriere, og hindrer leukocytt adhesjon og aggregering, samt å kontrollere permeabiliteten til plasmakomponenter. Funksjonelt, påvirker endotelet fartøyet tone. Endotelial dysfunksjon er en ubalanse mellom de kjemiske stoffer som regulerer fartøy tone, thombroresistance, celleproliferasjonstest og mitose. Det er første skritt i åreforkalkning og er assosiert med koronarsykdom, perifer karsykdom, hjertesvikt, hypertensjon og hyperlipidemi. Den første demonstrasjonen av endotelial dysfunksjon involvert direkte infusjon av acetylkolin og kvantitativ koronar angiografi. Acetylkolin bindes til muskarine reseptorer på endotelial celleoverflaten, noe som fører til en økning av intracellulært kalsium og økt nitrisk oksid (NO) produksjon. Hos personer med intakt endotelet, ble vasodilatasjon observert mens individer med Endothelskaden opplevd paradoksal vasokonstriksjon. Det eksisterer en ikke-invasiv, in vivo metode for måling av endotelfunksjonen i perifere arterier ved hjelp av høy-oppløsning B-modus ultralyd. Den endotelfunksjon av perifere arterier er nært knyttet til koronar funksjon. Denne teknikk måler den prosentvise endring i diameter brakialarterie i løpet av en periode på reaktiv hyperemi etter iskemi i bena. Denne teknikken, kjent som endotel-avhengige, strømnings vasodilasjon (FMD) har verdi i klinisk forskning innstillinger. Imidlertid kan en rekke fysiologiske og tekniske problemer påvirker nøyaktigheten av resultatene og egnede retningslinjer for teknikken har blitt publisert. Til tross for retningslinjene, forblir FMD tungt avhengig av operatøren og presenterer en bratt læringskurve.Denne artikkelen presenterer en standardisert metode for måling av FMD i brakialarterien på overarmen, og gir forslag til å redusere intra-operatør variabilitet.

De viktigste variabler av strømnings vasodilasjon er vist i tabell 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> Gjennomsnittlig hastighet (cm / sek) </td><td> Den midlere arterielle blodhastighet i midten 50% av lumen i løpet av en hjertesyklus estimert fra Doppler-spektral-bølgeformer, er proporsjonale med blodstrømmen, og omvendt proporsjonal med tverrsnittsarealet (se figur ...

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

Endotelial dysfunksjon er assosiert med en rekke sykdomstilstander og er prediktive for uønskede kardiovaskulære hendelser hos mennesker. Strømnings vasodilasjon (FMD) er en ikke-invasiv ultralyd metode for å vurdere endotelial funksjon. Metodiske valg og operatørerfaring kan påvirke resultatene. En systematisk tilnærming til FMD i studier på mennesker er diskutert her.

Ultralyd Vurdering av endothelial-Dependent Flow vasodilasjon av brakialarterien i klinisk 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

Bruk av Farmakologisk-utfordring fMRI i pre-klinisk forskning: Søknad til 5-HT-systemet

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 av Muskel ultralyd Imaging

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 av Spatiotemporal Gangart parametere hos pasienter og eldre 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 Basert Vurdering av Coronary Artery Flow og Coronary Flow Reserve Bruke Trykkload 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 av endotelfunksjon: En teknisk Guideline av Flow-mediert dilatasjon 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-basert 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 av Flow-mediert Utvidelse av Brakial og Overfladiske Femorale Arteriene på 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 arterien Catheterization 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 av statisk graviceptiv persepsjon i roll-plane ved hjelp av subjektivt visuelt vertikalt paradigme

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 legemiddellevering til nyre via nyrearterien

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