JoVE Logo

Anmelden

In diesem Artikel

  • Zusammenfassung
  • Zusammenfassung
  • Einleitung
  • Protokoll
  • Ergebnisse
  • Diskussion
  • Offenlegungen
  • Danksagungen
  • Materialien
  • Referenzen
  • Nachdrucke und Genehmigungen

Zusammenfassung

Der vorliegende Artikel beschreibt die methodischen Überlegungen zur nicht-invasiven Beurteilung der Intimmedia-Dicke des Bauchaortas und der Halsschlagader mittels B-Mode-Sonographie. Diese Technik wird häufig in den entwicklungsbedingten Ursprüngen der Gesundheits- und Krankheitsforschung als Ersatz für frühe arterielle Veränderungen eingesetzt.

Zusammenfassung

Die Intima-Media-Dicke (IMT) der Halsschlagader, gemessen mit hochauflösender B-Mode-Sonographie, ist ein weit verbreiteter Surrogatmarker für subklinische Atherosklerose, den pathophysiologischen Prozess, der den meisten klinischen kardiovaskulären Erkrankungen zugrunde liegt. Atherosklerose ist eine schleichende Krankheit, die früh im Leben beginnt, daher besteht ein erhöhtes Interesse an der Messung der Carotis-IMT im Kindes- und Jugendalter, um strukturelle Veränderungen im arteriellen Gefäßsystem als Reaktion auf unerwünschte Expositionen zu beurteilen. Der Zeitpunkt der Atherosklerose variiert jedoch im gesamten Gefäßbaum. Primordiale atherosklerotische Läsionen sind in der Bauchaorta bereits im Säuglingsalter vorhanden, verglichen mit der mittleren Adoleszenz bei der gemeinen Halsschlagader. Die Messung der IMT an beiden Stellen ist anfällig für mehrere technische Herausforderungen, die insbesondere bei jüngeren Kindern berücksichtigt werden müssen. In diesem Artikel stellen wir eine detaillierte schrittweise Methode zur qualitativ hochwertigen Beurteilung der IMT der Bauchaorta und der Arteria carotis communis bei jungen Menschen vor. Wir geben auch einen Einblick in die Angemessenheit beider Standorte, wenn wir die Zusammenhänge zwischen Expositionen im frühen Leben und Herz-Kreislauf-Erkrankungen im späteren Leben untersuchen.

Einleitung

Die DoHAD-Hypothese (Developmental Origins of Health and Disease) schlägt einen Zusammenhang zwischen Umwelteinflüssen während kritischer Entwicklungsphasen - von der Empfängnis bis zum Alter von 2 Jahren - und der Anfälligkeit für kardiometabolische Erkrankungen im späteren Lebenvor 1. Mehrere Beobachtungsstudien haben gezeigt, dass Expositionen in der perinatalen Phase, wie z. B. niedriges Geburtsgewicht und Frühgeburten, mit dem längerfristigen Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) verbunden sind2. Atherosklerose, die allmähliche Verdickung der beiden innersten Schichten der Arterienwand, ist ein Vorläufer der meisten klinischen CVD-Ereignisse3. Diese Verdickung kann nicht-invasiv im subklinischen Stadium mit hochauflösendem Ultraschall im Helligkeitsmodus (B-Modus) gemessen werden, einer Technik, die als Intima-Media-Dicke (IMT) bezeichnet wird.

In den 1980er Jahren wurde die Carotis-IMT-Ultraschalluntersuchung gegenüber der direkten Histologie validiert und hat sich seitdem zu einer nicht-invasiven Methode zur Identifizierung früher arterieller Veränderungen entwickelt4. Die Bewertung der Carotis-IMT ist in der DoHAD-Forschung sehr beliebt, da sie es uns ermöglicht, den Zusammenhang zwischen Umweltbelastungen und Anpassungen im Gefäßsystem in jungen Jahren und dem potenziellen Monitoring dieser Anpassungen im Laufe der Zeit zu untersuchen. Die Carotis-IMT ist bei Kindern erhöht, die Risikofaktoren im frühen Leben ausgesetzt sind, wie z. B. fetale Wachstumseinschränkung5 und übermäßige Gewichtszunahme in den ersten zwei Lebensjahren6, zusätzlich zu traditionellen CVD-Risikofaktoren wie Fettleibigkeit7, Rauchexposition und Dyslipidämie8. Während die IMT der Halsschlagader-Bifurkation, der inneren und der gemeinen Halsschlagader mit Risikofaktoren untersucht wurden und alle kardiovaskuläre Ereignisse im späteren Leben vorhersagen 9,10, ist die fernwandige IMT der Arteria carotis communis (cIMT) die einzige Stelle, die gegen die direkte Histologie validiert wurde3 und der Schwerpunkt des vorliegenden Manuskripts.

Wichtig ist, dass Studien, die das natürliche Fortschreiten der Atherosklerose untersuchen, darauf hinweisen, dass die abdominale Aorta die erste der großen elastischen Arterien ist, die primordiale atherosklerotische Läsionen aufweist, die als Fettstreifen bekannt sind, insbesondere die distale hintere Wand des Gefäßes11,12. Im Vergleich dazu zeigt sich die Halsschlagader in der mittleren Adoleszenz mit Fettstreifen. So kann die Messung der IMT der abdominalen Aorta (aIMT) eine frühere Erkennung von Veränderungen in der Gefäßstruktur erleichtern. In der Muscatine Offspring Study mit 635 Personen im Alter von 11 bis 34 Jahren in den Vereinigten Staaten wurde festgestellt, dass aIMT bei Jugendlichen (11-17 Jahre) stärkere Assoziationen mit konventionellen CVD-Risikofaktoren aufwies, während cIMT bei älteren Probanden (18-34) stärkere Assoziationen aufwies13. Bei Hochrisikokindern stiegen die IMTs beider Gefäße im Vergleich zu Kontrollen an, aber der Effekt war in der Aorta im Vergleich zur Halsschlagader größer, was den luminalen Durchmesser14 ausmachte. Diese Ergebnisse und naturkundliche Studien deuten zusammenfassend darauf hin, dass die Messung der aIMT in jüngeren Populationen im Vergleich zur cIMT priorisiert werden sollte. Obwohl dies nicht ohne Einschränkungen ist, ist die Messung der aIMT tendenziell variabler15, der Methodik fehlte es bis vor kurzem an Standardisierung3, und es gibt Bedenken hinsichtlich ihres Nutzens bei Personen mit größerer zentraler Adipositas.

Wenn man sich speziell auf die Exposition in den ersten 1.000 Lebenstagen konzentriert, bieten zwei aktuelle systematische Übersichtsarbeiten und Metaanalysen aussagekräftige Einblicke in die Sensitivität der einzelnen Techniken. In Studien mit scheinbar gesunden Probanden im Alter von 0 bis 18 Jahren untersuchten Epure et al.9 die Assoziationen zwischen klinischen Zuständen innerhalb der ersten 1.000 Lebenstage und cIMT. Sie fanden heraus, dass eine für das Gestationsalter (SGA) kleine Geburt mit oder ohne fetale Wachstumseinschränkung signifikant mit einer erhöhten cIMT bei Kindern und Jugendlichen verbunden war (16 Studien, 2.570 Teilnehmer, gepoolte standardisierte mittlere Differenz 0,40 [95% CI: 0,15-0,64], p = 0,001, I2 = 83%) im Vergleich zu denen, die angemessen für das Gestationsalter geboren wurden. In einer nahezu identischen Metaanalyse mit aIMT als Ergebnismaß berichteten Varley et al.10 über signifikant erhöhte aIMT für diejenigen, die mit SGA geboren wurden, im Vergleich zu Kontrollen, und das Ausmaß des Effekts war größer als das für cIMT (14 Studien, 592 Teilnehmer, gepoolte standardisierte mittlere Differenz 1,52 [95% CI: 0,98-2,06], p < 0,001, I2 = 97%). Darüber hinaus fanden sie Assoziationen mit anderen Risikofaktoren, die Epure et al.9 nicht hatten, wie z. B. die Exposition gegenüber Präeklampsie und die Geburt zu groß für das Gestationsalter, möglicherweise aufgrund der höheren Sensitivität von aIMT als von cIMT.

Wichtig ist, dass beide Überprüfungen einen Mangel an Standardisierung in der Methodik und einen Mangel an maßgeschneiderten Ratschlägen für die Messung von Kindern und Jugendlichen als Einschränkung für eingehende studienübergreifende Vergleiche und nicht schlüssige Ergebnisse für andere Expositionen feststellten. Dementsprechend zielt das vorliegende Manuskript darauf ab, ein detailliertes Protokoll für jede Messung bei den Jungen zu erstellen. Die Begründung und Begründung für diese Protokolle wurde bereits ausführlicher dargelegt3. Wir diskutieren gemeinsame methodische Herausforderungen und geben praktische Empfehlungen, um diese zu bewältigen.

Das folgende Protokoll setzt ein grundlegendes Verständnis eines Ultraschallgeräts und seiner Komponenten sowie der Manipulationen voraus, die mit einem Ultraschallschallkopf durchgeführt werden können:16, 17, 18. Es wird auch dringend empfohlen, dass der Untersucher, der Teilnehmer und das Gerät angemessen positioniert sind, um die Effizienz der Prüfung zu erhöhen und die Belastung zu minimieren, in Übereinstimmung mit modernen Best Practices in der Sonographie. Vorschläge finden Sie unten. Alle Untersuchungen sollten in einem ruhigen, klimatisierten Raum mit gedämpfter Beleuchtung durchgeführt werden, um den Komfort des Teilnehmers und die Feststellung der Bildgebung zu gewährleisten. Bitten Sie die Teilnehmer, vor dem Test mindestens acht Stunden zu fasten, um das Gas im Darm zu reduzieren15, klare Flüssigkeiten sind erlaubt, obwohl dies in jüngeren Jahren möglicherweise nicht möglich ist. Vermeiden Sie es jedoch, direkt nach einer Mahlzeit zu beurteilen. Die Durchführung von Messungen am Morgen innerhalb der ersten zwei Stunden nach dem Aufwachen wurde zuvor als der beste Zeitrahmen für die Visualisierung der Bauchaorta berichtet 3,15, dies kann auch die mit dem Fasten verbundenen Unannehmlichkeiten reduzieren. Dieses Protokoll wurde auf der Grundlage der Richtlinien der American Society of Echocardiography Carotid Intima-Media Thickness Task Force19, des Mannheim Carotid Intima-Media Thickness and Plaque Consensus18 und der Association for European Paediatric Cardiology AECP20 für die Messung von cIMT und den kürzlich veröffentlichten Empfehlungen für die Messung von aIMTangepasst. Wir empfehlen dringend, auch ein kürzlich durchgeführtes Point-of-Care-Ultraschallprotokoll zu überprüfen, um die Anatomie der Bauchaorta und der umgebenden Strukturen besser zu verstehen21.

Protokoll

Alle Untersuchungen wurden in Übereinstimmung mit der Ethikkommission des Sydney Local Health District Human Research durchgeführt (Protokoll Nr. X16-0065 und X15-0041). Alle Ultraschallbilder sind frei von identifizierenden Informationen. Bilder, die zur Veranschaulichung der Schallkopfplatzierung verwendet wurden, wurden an Personen mit deren Zustimmung oder mit Zustimmung ihrer Eltern oder Erziehungsberechtigten für Personen, die nicht in der Lage waren, ihre Zustimmung zu geben, durchgeführt.

1. Gemeinsame Intima-Media-Dicke der Halsschlagader

  1. Bitten Sie den Teilnehmer, sich ohne Kissen auf das Bett zu legen. Dies wird dazu beitragen, den Hals so gerade wie möglich zu halten.
  2. Bitten Sie den Untersucher, sich am Kopfende des Teilnehmers zu positionieren und das Bett hochzuziehen, damit die Ellbogen des Untersuchers auf dem Bett ruhen können, um den Scanarm zu stabilisieren.
  3. Platzieren Sie das Gerät vor dem Untersucher, gegenüber der Abtastseite, um das Gerät mit der nicht scannenden Hand des Untersuchers zu manipulieren, ohne es zu überdehnen. Lassen Sie ausreichend Platz, damit der Ultraschall bei der Untersuchung der anderen Seite des Halses auf die gegenüberliegende Seite verschoben werden kann.
  4. Machen Sie gleichzeitig ein Elektrokardiogramm (EKG). Ein 3-Kanal-EKG ist ausreichend; Wenden Sie die entsprechenden Elektroden gemäß den Anweisungen des Herstellers und dem Alter des Teilnehmers an. Legen Sie das Gel auf den Schallkopf. Bei Neugeborenen und Säuglingen wird die Verwendung von sterilen Einweg-Gelpackungen zur Infektionskontrolle empfohlen. Das vorherige Erwärmen des Gels kann auch helfen, Beschwerden zu vermeiden.
  5. Stellen Sie das Gerät mit einem linearen Wandler mit einer Mindestfrequenz von 7 MHz auf eine Tiefe von 3-4 cm, eine Bildrate von 25 Hz und einen Dynamikbereich von 55-65 dB ein. Eine retrospektive Erfassung wird empfohlen, da sich Kinder schlagartig bewegen können.
    HINWEIS: Um die Standardisierung der Messung über Teilnehmer und Prüfer hinweg zu unterstützen und die Effizienz beim Testen zu steigern, wird die Verwendung einer Voreinstellung empfohlen. Die meisten Ultraschallgeräte verfügen über diese Funktionalität. Die oben genannten Einstellungen werden empfohlen und können je nach verwendeter Maschine variieren. Die Auswirkungen der Ultraschalleinstellungen werden im Folgenden erläutert.
  6. Um die Reproduzierbarkeit zu erhöhen, erfassen Sie mindestens drei Insonationswinkel pro Seite. Verwenden Sie ein Instrument wie den Carotis Arc von Meijer, um die Winkel zu standardisieren. Die hier gesammelten Winkel sind links 210°, 240° und 270° und rechts 150°, 120° und 90°, welche den vorderen, lateralen und hinteren Ansichten jedes Gefäßes19 entsprechen.
    HINWEIS: Es wird empfohlen, mehrere Winkel zu sammeln, da die Verdickung in der Regel exzentrisch ist. Dies wird jedoch den Prüfungs- und Analyseaufwand erhöhen.
  7. Bitten Sie den Teilnehmer, den Nacken zu strecken und den Kopf in einem Winkel von ca. 45° nach links zu neigen. Ein gerolltes Handtuch oder Kissen kann unter dem Kopf des Teilnehmers eingeklemmt werden, um den Komfort zu erhöhen und die seitliche Drehung beizubehalten19.
  8. Positionieren Sie den Schallkopf in der transversalen Abtastebene am Ansatz des Halses mit der Anzeige bei 9 Uhr und scannen Sie nach oben in Richtung Kopf. Stellen Sie sicher, dass die Position des Indikators mit der auf dem Bildschirm übereinstimmt. Identifizieren Sie die Arteria carotis communis, einen pulsierenden reflexionsarmen Kreis in der Mitte des Bildschirms. Die Vena jugularis ist auch direkt auf der Halsschlagader zu sehen; Es hat eine dünnere Wand und ist bei mäßigem Druck zusammenklappbar, während die Halsschlagader ihre kreisförmige Form behält (Abbildung 1).
  9. Während Sie sich den Hals hinaufbewegen, beobachten Sie, wie sich die Arteria carotis communis vergrößert und sich dann in die Arteria carotis interna und exterien gabelt. Positionieren Sie den Schallkopf an der Vergrößerungsstelle, die auch als Glühbirne bezeichnet wird, und drehen Sie ihn im Uhrzeigersinn in die Längsansicht. Stellen Sie sicher, dass die Position des Indikators jetzt in Richtung Kopf zeigt.
  10. Passen Sie die Verstärkungseinstellungen an, um eine symmetrische Helligkeit für die nahe und ferne Wand (Wand, die dem Ultraschallstrahl am nächsten ist bzw. Wand, die am weitesten vom Ultraschallstrahl entfernt ist; siehe Abbildung 2 und Abbildung 3) und ein minimales intraluminales Artefakt zu erhalten.
    HINWEIS: Imaging-Artefakte durch ungeeignete Verstärkungseinstellungen, wie z. B. verwaschene Ränder, können die Interpretation des IMT beeinträchtigen. Die IMT weist ein ausgeprägtes Doppellinienmuster auf: Die Intima und die Adventitia sind echoarm (hell), während die Medien echoarm (dunkler) sind.
  11. Es wird eine digitale Schleife mit mindestens drei Herzzyklen der Arteria carotis communis 10 mm proximal zum Bulbus erhalten (Abbildung 2). Stellen Sie für eine optimale Bildgebung sicher, dass das Gefäß senkrecht zum Sondenstrahl steht. Dies kann erreicht werden, indem der Schallkopf leicht um seine kurze Achse gekippt wird und der Differenzdruck entlang der Längsachse des Schallkopfes ausgeübt wird, was auch als Schaukeln oder Fersen-Zehen-Bewegung bezeichnet wird16,17.
  12. Wiederholen Sie den Vorgang für die verbleibenden zwei Winkel und beschriften Sie jede digitale Schleife entsprechend, um eine einfache erneute Identifizierung des Winkels zu ermöglichen.
  13. Die Schritte 1.7 - 1.11 auf der rechten Seite des Halses wiederholen. Schließen Sie die Prüfung ab. Reinigen Sie alle Gelreste und entfernen Sie die EKG-Aufkleber. Überlegungen zum Entfernen von EKG-Aufklebern bei Neugeborenen und Säuglingen werden in der ergänzenden Tabelle 1 erläutert.

2. Intima-Media-Dicke der Aorta

  1. Bitten Sie den Teilnehmer, sich in Rückenlage mit freiem Bauch auf das Bett zu legen. Bitten Sie die Teilnehmer, die Knie zu beugen und die Füße flach auf dem Bett zu stehen. Dadurch werden die Bauchmuskeln entspannt und die Bildgebung kann verbessert werden.
  2. Nehmen Sie gleichzeitig ein EKG auf, indem Sie Schritt 1.4 befolgen. Platzieren Sie das Gerät neben dem Teilnehmer und in Reichweite der Scanhand des Prüfers. Legen Sie das Gel auf den Schallkopf.
    HINWEIS: Neugeborene und Säuglinge haben eine hohe Atemfrequenz, die die Interpretation des Gefäßdurchmessers während des Herzzyklus stark beeinflussen kann. Daher ist ein EKG unerlässlich, um die IMT an der Enddiastole zu messen.
  3. Verwenden Sie einen linearen Wandler mit einer Mindestfrequenz von 7 MHz, einer Tiefe, die angepasst werden muss, um die Aorta im Blick zu behalten, einer Bildrate von 25 Hz und einem Dynamikbereich von 55-65 dB. Verwenden Sie einen geeigneten Zoom, um die Aorta in der Mitte des Bildschirms zu halten. Verwenden Sie niedrigere Frequenzen für Personen mit höherer Körpermasse. Eine retrospektive Erfassung wird gemäß Schritt 1.5 empfohlen.
  4. Identifizieren Sie die Aorta, indem Sie den Schallkopf in der Querebene direkt unter dem Xiphisternum platzieren, wobei sich der Indikator in der 9-Uhr-Position (mit Blick auf den Sonographen) befindet. Die Aorta wird als pulsierender reflexionsarmer Kreis auf der rechten Seite des Bildschirms angezeigt. Zu den umgebenden Strukturen gehören die Vena cava inferior (IVC) links von der Aorta, die Leber direkt darüber und der schalltote Wirbelkörper direkt darunter.
  5. Drehen Sie die Sonde im Uhrzeigersinn, bis die Aorta in der Längsansicht erscheint. Stellen Sie sicher, dass die Position des Indikators zum Kopf zeigt und mit der auf dem Bildschirm angezeigten Position übereinstimmt. In der Längsansicht umfassen die umgebenden Strukturen die Leber und die Bauchspeicheldrüse direkt darüber und die Wirbel am unteren Bildschirmrand.
  6. Bewegen Sie die Sonde langsam nach unten, bis die Äste der Zöliakiearterie (CA) und der Arteria mesenterica superior (SMA) identifiziert sind. Kaudal zu dieser Verzweigung ist die proximale Bauchaorta, und distal zu dieser Verzweigung ist die mittlere bis distale Bauchaorta.
  7. Fahren Sie mit dem Scannen fort, bis ein gerades Segment ohne Verzweigung identifiziert wird. Die Aorta wird vorderer, wenn sie sich distal bewegt, also passen Sie die Zoomeinstellungen an, um sicherzustellen, dass die Aorta auf dem Bildschirm zentriert ist. Stellen Sie sicher, dass das Gefäß senkrecht zum Ultraschallstrahl steht, und passen Sie die Verstärkungseinstellungen nach Bedarf an (Abbildung 5).
  8. Erhalten Sie eine digitale Schleife mit mindestens drei Herzzyklen. Erhalten Sie digitale Schleifen verschiedener gerader, nicht verzweigter Segmente, die von der proximalen zur distalen Bauchschlagader (kurz vor der linken und rechten Beckenarterie) und Vielfachen für jedes Segment gescannt werden. Diese können als proximale, mittlere und distale aIMT bezeichnet werden.
    HINWEIS: Digitale Schleifen verschiedener Segmente sind nicht immer möglich. Gas im Darm kann häufig die Bildaufnahme behindern und das Ultraschallfenster auf die Nähe der CA- und SMA-Verzweigung beschränken.
  9. Schließen Sie die Prüfung ab. Reinigen Sie alle Gelreste und entfernen Sie die EKG-Aufkleber.

3. Offline-Analyse von Intimmedien mit halbautomatischer Kantenerkennungssoftware

  1. Durch den Einsatz einer halbautomatischen Kantenerkennungssoftware kann die Variabilität zwischen den Bedienern verringert und die Reproduzierbarkeit erhöht werden. Diese Analyse ist offline. Exportieren Sie die Bilder also im nativen DICOM-Format (Digital Imaging and Communications in Medicine) ohne digitale Komprimierung.
  2. Halten Sie die Analyse verblindet, um mögliche Verzerrungen durch den Bediener zu reduzieren. Wenn es mehr als zwei Forschungsmitarbeiter gibt, sollte sich der Forscher, der die Offline-Bildanalyse durchführt, von dem Forscher unterscheiden, der die Bilder gesammelt hat. Wenn es nur einen Forscher gibt, könnte die Verblindung durch eine verzögerte Analyse der anonymisierten Bilder erreicht werden.
  3. Halsschlagader IMT
    1. Wählen Sie einen mindestens 10 mm starken Bereich of Interest (ROI) in der Nähe des Bulbus. Die Zwiebel kann als der Punkt definiert werden, an dem die beiden parallelen Wände der gemeinen Halsschlagader zu divergieren beginnen; Dies ist nicht immer symmetrisch und von Person zu Person heterogen.
      HINWEIS: Der empfohlene Abstand zwischen dem ROI und der Bifurkation variiert zwischen Kindern und Erwachsenen und ist der Hauptunterschied zwischen ihnen. Bei Kindern sollte der ROI idealerweise eine 10 mm große Region direkt neben der Glühbirne betragen. Dies unterscheidet sich von der Empfehlung für die erwachsene Bevölkerung, die vorschlägt, die IMT von einem 10 mm geraden Segment aus zu messen, das mindestens 5 mm unterhalb der Glühbirne19,20 liegt.
    2. Die verwendete Software erkennt automatisch die Intima-Lumen- und Media-Lumen-Grenzen sowohl für die nahen als auch für die fernen Wände. Trainieren Sie dazu die Software auf einem vom Bediener ausgewählten Rahmen mit klar definierter IMT und bitten Sie den Bediener, die Grenzerkennung der Software bei Bedarf anzupassen.
    3. Analysieren Sie die digitale Schleife und melden Sie den Behälterdurchmesser, den Durchschnitt, das Maximum und das Minimum an Nah- und Fernwand-IMT für jeden Rahmen. Die Software erstellt auch eine Spur des Gefäßdurchmessers im Laufe der Zeit, die zur Identifizierung enddiastolischer Rahmen ohne EKG verwendet werden kann (Abbildung 6).
      HINWEIS: Die meisten halbautomatischen Softwareprogramme basieren auf ähnlichen Berechnungen der IMT-Werte. Innerhalb eines ROI werden mehrere gekoppelte Datenpunkte zwischen der Intima- und der Mediengrenze gezeichnet. Der mittlere IMT ist der Durchschnittswert aller Punkte innerhalb eines ROI. Die maximale und minimale IMT sind die größten bzw. kleinsten Datenpunkte im ROI. Aufgrund des fokalen Charakters der Plaquebildung kann die durchschnittliche maximale IMT im Vergleich zur durchschnittlichen mittleren IMT3 besser auf eine subklinische Atherosklerose hinweisen. Im Idealfall sollten beide Methoden der Segmentdicke angegeben werden.
    4. Wählen Sie Durchmesser- und Fernwand-IMT-Messungen aus drei aufeinanderfolgenden Herzzyklen an der Enddiastole (auf oder in der Nähe der R-Welle des EKGs) und berechnen Sie den Durchschnitt. Da die Auswahl der enddiastolischen Rahmen vom Bediener abhängt, zeichnen Sie Details wie Schleifen- und Rahmennummer auf, um die Gegenprüfung der Arbeit zu erleichtern. Wir empfehlen ein Minimum an Bedienereingriffen. Geben Sie den Mittelwert jedes Gefäßes separat an, da die IMT in der linken gemeinen Halsschlagader höher sein kann als in der rechten18.
      HINWEIS: Eine manuelle Randanpassung ist für schwierige Scans möglich, sollte jedoch nur für die ausgewählten enddiastolischen Rahmen durchgeführt werden, um eine Erhöhung der Analysebelastung zu vermeiden. Wenn die empfohlenen drei Winkel pro Seite erfasst werden, werden drei Messungen pro Seite aufgezeichnet, die weiter gemittelt werden können, um die Gesamt-IMT links und rechts zu erzeugen.
  4. Bauchaorta IMT
    1. Wählen Sie einen Bereich von mindestens 5 mm in einem geraden, nicht verzweigten Segment des Gefäßes. Wenden Sie die Schritte 3.2.2 bis 3.2.3 an. Ausgewählte Durchmesser- und Fernwand-IMT-Messungen aus drei aufeinanderfolgenden Herzzyklen bei Enddiastole und Durchschnitt . Wiederholen Sie diesen Vorgang, wenn mehrere digitale Schleifen erfasst wurden und die Ergebnisse aller ROIs gemittelt werden.
  5. Beziehen Sie einen Experten hinzu, um die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit sowohl der Bildaufnahme als auch der Offline-Analyse für alle bildgebenden Untersuchungen zu bewerten. Berichten Sie über die Ergebnisse dieser in Publikationen. Wir empfehlen Wiederholungen von 10 % der Scans. Der empfohlene akzeptable Variationskoeffizient innerhalb und zwischen den Beobachtern beträgt weniger als 6 %, oder die mittlere Differenz bei den IMT-Rohmessungen sollte weniger als 0,055 mmbetragen 20.

Ergebnisse

In diesem Abschnitt stellen wir Ergebnisse aus früheren Studien vor, um wichtige Aspekte der cIMT- und aIMT-Messung hervorzuheben. Abbildung 1 und Abbildung 2 konzentrieren sich auf cIMT und zeigen sowohl Quer- als auch Längsschnittansichten bei jungen, gesunden Probanden und eine detaillierte Visualisierung des IMT-Komplexes. In Abbildung 3 und Abbildung 6 werden weitere Best Practices basierend auf der Positionierung der Glühbirne, den Bildeinstellungen sowie der halbautomatischen Analyse hervorgehoben. Der folgende Abschnitt über aIMT, der in Abbildung 4 und Abbildung 5 dargestellt wird, befasst sich mit Sondenpositionierungsstrategien und dem Einfluss von Ultraschalleinstellungen auf die Messgenauigkeit.

Intima-Media-Dicke der Halsschlagader
Abbildung 1 zeigt die rechte Halsschlagader eines gesunden jungen Erwachsenen in der Queransicht mit angrenzender Vena jugularis. Abbildung 2A zeigt die rechte Halsschlagader eines gesunden siebenjährigen Mannes in der Längsansicht und eine Nahaufnahme des Intima-Media-Komplexes in Abbildung 2B, die das deutliche Doppellinienmuster zeigt. Eine sorgfältige visuelle Inspektion der Bilder bei der Aufnahme kann die Rate fehlender Daten deutlich reduzieren. Abbildung 3 zeigt Beispiele für ideale, akzeptable und inakzeptable Bilder für die cIMT-Messung, die als Leitfaden verwendet werden können. Abbildung 6 ist ein Screenshot der halbautomatischen Software, die die Halsschlagader einer gesunden jungen erwachsenen Testperson analysiert. Dies ist ein ideales Bild, bei dem die Glühbirne auf der linken Seite des Bildschirms sichtbar ist und der interessierende Bereich innerhalb von 10 mm um die Glühbirne positioniert ist, gemäß den Richtlinien für die Beurteilung bei Jungen. Die mittlere rechtsfernwandige cIMT bei diesem Teilnehmer betrug 0,54 mm und der Lumendurchmesser 6,24 mm.

Intima-Media-Dicke der Aorta
Abbildung 4 zeigt die Positionierung der Ultraschallsonde in der Quer- und Längsansicht bei der Messung der aIMT mit einem 3-jährigen Probanden. Intern wird der Beginn der Bauchschlagader als der Zeitpunkt definiert, an dem die thorakale Aorta das Zwerchfell kreuzt, was äußerlich als Ende des Xiphisternums angenähert werden kann. Die Positionierung der Sonde hier ermöglicht es uns, die proximale Bauchschlagader vor den CA- und SMA-Ästen sichtbar zu machen. In dieser Abbildung zeigen wir auch die linksliegende Position, um Gas bei der Darstellung der Bauchschlagader zu verdrängen. Im Vergleich zu einer sitzenden Person erhöht diese Position die Tiefe des Schiffes und verringert die Auflösung des IMT. Wir empfehlen daher, Messungen, die in dieser Position durchgeführt werden, für die Sensitivitätsanalyse zu kennzeichnen. Abbildung 5 zeigt ein Beispiel für ein akzeptables und inakzeptables Bild für die aIMT-Messung. Eine unangemessene Verstärkung kann zu intraluminalen Artefakten der verzerrten Intima-Media-Grenzen führen, z.B. verursacht eine übermäßige Verstärkung eine künstliche Verdickung durch Auswaschen der echoarmen Intima. Daher ist es wichtig, die Gain-Einstellungen während der Aufnahme zu optimieren.

Vergleich der Dicke und des Alters der Halsschlagader und der Aorta
Schließlich zeigt Abbildung 7 repräsentative Perzentile der mittleren und maximalen aIMT und cIMT von männlichen und weiblichen gesunden Probanden im Alter von 2 bis 20 Jahren (Durchschnittsalter 11,2 Jahre [SD 5.1]). Ihre Ausgangsmerkmale sind in Tabelle 1 dargestellt. Wie in der Literatur für ältere Probandenberichtet 15, ist die aIMT in jedem Alter größer als die cIMT und steigt mit dem Alter stärker an als die cIMT. Die mittlere aIMT betrug in dieser Kohorte 0,54 mm (SD 0,08) und die cIMT 0,48 mm (SD 0,04).

figure-results-4438
Abbildung 1: Aufnahme der reflexionsarmen Arteria carotis communis in Queransicht. Abkürzungen: CCA = Arteria carotis communis; JV = Halsvene. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

figure-results-4956
Abbildung 2: Längsschnittansicht der Arteria carotis communis bei einem gesunden 7-jährigen Mann an der Enddiastole und eine Nahaufnahme des Intima-Media-Komplexes beim selben Probanden. (A) Eine ideale Erfassung der Arteria carotis communis zur Beurteilung der IMT. Das gelbe Feld zeigt den interessierenden Bereich an, in dem eine Messung der Intima-Media-Dicke bei Kindern innerhalb von 10 mm um den Karotisbulbus empfohlen wird. (B) Eine Nahaufnahme des IMT zeigt das deutliche Doppellinienmuster und die im Ultraschall beobachteten Echogenitätsmerkmale. Abkürzungen: IMT = Intima-Media-Dicke, NW = wandnah, FW = wandfern. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

figure-results-5992
Abbildung 3: Längsschnittansicht der Arteria carotis communis, links oder rechts, von gesunden Probanden im Alter von 6,5 - 12,5 Jahren an der Enddiastole. (A) Eine ideale Erfassung der Arteria carotis communis an der Enddiastole zur Beurteilung der Intima-Media-Dicke (IMT). Das Gefäß steht senkrecht zum Ultraschallstrahl, die Glühbirne ist links vom Bildschirm sichtbar und die IMT ist sichtbar und kontinuierlich. (B) Die Verstärkungseinstellungen sind zu hoch, was zu einem intraluminalen Artefakt und einer verwaschenen nahen Wand führt. Auch der Beginn der Glühbirne ist nicht klar. Nichtsdestotrotz ist die IMT sichtbar und kontinuierlich und sollte gemessen werden. (C) Die Verstärkungseinstellungen sind zu niedrig, was zu einer nicht kontinuierlichen IMT, einer künstlichen Vergrößerung des echoarmen Mediums und einer verringerten Sichtbarkeit der Glühbirne führt. Die Glühbirne dient als Orientierungspunkt, um eine konsistente Messung der IMT innerhalb und zwischen Individuen zu ermöglichen, und muss auf allen Scans sichtbar sein. (D) Das Gefäß ist nicht horizontal und die Verstärkungseinstellungen sind zu niedrig, was zu einer künstlichen Ausdünnung der IMT in der Nähe der Glühbirne führt. Die Bilder (C) und (D) sollten ausgeschlossen werden. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

figure-results-7699
Abbildung 4: Positionierung des Ultraschallwandlers für die Darstellung der Intima-Media-Dicke (IMT) der Bauchaorta bei einem 3-jährigen Mann. Der rote Punkt zeigt die Positionierung der Wandleranzeige an; Die grüne Linie stellt die ungefähre Positionierung der Bauchschlagader dar; die rote Linie zeigt die Grenze des Xiphisternums; und die blaue Linie zeigt die Grenze der unteren Rippen als Referenz an. (A, B) Der Teilnehmer befindet sich in Rückenlage. In (A) ist der Schallkopf in der Queransicht direkt unter dem Xiphisternum positioniert, wobei sich die Anzeige in der 9-Uhr-Position befindet, und in (B) wurde der Schallkopf im Uhrzeigersinn in die Längsansicht gedreht, wobei sich die Anzeige in der 12-Uhr-Position befindet. (C) Der Teilnehmer befindet sich in der linken Liegeposition mit dem Schallkopf in der Längsansicht. Bei dieser Positionierung der Sonde sollte die proximale Bauchschlagader sichtbar sein. Abkürzungen: C = kaudal; D = distal; R = rechts; L = links. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

figure-results-9127
Abbildung 5: Abdominale Aorten-Intima-Media-Dicke (IMT) bei demselben Neugeborenen. (A) Die Verstärkungseinstellungen sind zu hoch, was zu Rauschen im Lumen, Auswaschung der Media-Adventitia-Grenze und falschen Rändern führt. (B) Die Verstärkungseinstellungen wurden optimiert, um diese Artefakte zu reduzieren und den IMT-Komplex der fernen Wand zu visualisieren. Abkürzungen: NW = wandnah; FW = fernwandig. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

figure-results-9945
Abbildung 6: Beispiel für eine gemeinsame Carotis-Intima-Media-Dicke (IMT), gemessen mit einer halbautomatischen Kantenerkennungssoftware bei einer gesunden jungen erwachsenen Frau. Eine Region of Interest (ROI) befindet sich innerhalb von 10 mm um die Halsschlagader-Bifurkation, die als erster Punkt geschätzt wird, an dem die beiden parallelen Wände des Gefäßes zu divergieren beginnen. Rechts neben dem Bild befindet sich das Ergebnisfenster, das mit der Spur des Gefäßdurchmessers im Zeitverlauf sowie des Gefäßdurchmessers und der mittleren IMT in der Nähe und in der Ferne pro Frame gefüllt ist. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

figure-results-10923
Abbildung 7: Perzentile der mittleren und maximalen Intima-Media-Dicke (IMT) der abdominalen Aorta und der IMT der Arteria carotis communis in Abhängigkeit vom Median des Alters bei gesunden Probanden. Beide wurden nach der in dieser Arbeit beschriebenen Methode gemessen. Die Probanden wurden in fünf gleich ausgewogene Altersgruppen mit nahezu gleicher Geschlechterverteilung eingeteilt. Das Medianalter und die IMT-Perzentile pro Gruppe wurden berechnet und grafisch dargestellt. Die Aorten-IMT wurde bei Probanden im Alter von 2-20 Jahren (n = 80) untersucht; Die Carotis-IMT wurde in der Untergruppe im Alter von 6,5-20 Jahren (n = 75) untersucht. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

VariableIntima-Media-Dicke der Aorta (N = 80)Intima-Media-Dicke der Halsschlagader (N = 75)
Demographien
Alter (Jahre)11.2 (5.0)13.1 (4.2)
Geschlecht (% weiblich)5049.3
Gewicht (kg)38.7 (18.2)45.5 (17.1)
Z-Wert für die Gewichtung0.0 (0.9)0.1 (0.9)
Höhe (cm)143.0 (24.0)152.9 (17.2)
Z-Wert für die Höhe0.04 (2.8)0.03 (2.9)
BMI (kg/m2)17.7 (3.1)18.8 (3.3)
BMI Z-Wert-0.2 (0.9)-0.1 (0.9)
Intima Media Dicke
Mittelwert (mm)0.54 (0.08)0.48 (0.05)
Maximal (mm)0.63 (0.10)0.56 (0.04)
Durchmesser (mm)9.2 (2.1)6.0 (0.4)
Die Werte sind Mittelwert (SD) oder [n (%.)].
BMI = Body-Mass-Index.

Tabelle 1: Ausgangsmerkmale für die Kohorte in dieser Studie.

Ergänzende Tabelle 1: Zusammenfassung der Überlegung(en) und der vorgeschlagenen Intervention(en) zur Verbesserung der Compliance, Zusammenarbeit und Verringerung des Fehlens in Daten während der Messung der Intima-Media-Dicke (IMT) der Bauchaorta und der Arteria carotis communis bei Kindern und Jugendlichen. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Diskussion

Das vorliegende Manuskript bietet eine Anleitung zur Erfassung und Analyse von Ultraschallbildern zur Messung von aIMT und cIMT, insbesondere in jüngeren Populationen (0-18 Jahre). Beide Techniken haben sich bei der Erforschung des Einflusses der Exposition im frühen Leben auf die Atherosklerose als nützlich erwiesen, sind aber anfällig für technische Herausforderungen, auf die wir weiter unten eingehen werden.

Kritische Schritte bei der Protokollimplementierung
Ultraschallsystem und Einstellungen: Die Aufnahme von qualitativ hochwertigen B-Mode-Bildern ist unerlässlich. Daher muss der Bediener über umfangreiche Fachkenntnisse in der Messung und Kenntnisse der Sonographie verfügen. Je nach Umgebung kann dies einen spezifischen Schulungs- und Akkreditierungspfad oder eine spezielle Schulung mit einem erfahrenen Forschungsteam erfordern. Für die Etablierung der Technik in einer Einrichtung sind erhebliche Investitionen erforderlich (z. B. Ultraschall und spezielle Analysesoftware), und es können laufende Kosten anfallen (z. B. Software-Updates und Bedienerschulungen).

Auch die Qualität der Bilder ist maschinenabhängig; Größere Mainframe-Ultraschalluntersuchungen sollten bevorzugt werden, da sie im Vergleich zu kleineren tragbaren Geräten qualitativ hochwertigere Bilder erzeugen. Insbesondere bei bedeutenden Fortschritten in der Ultraschalltechnologie müssen auch individuelle Geräteeinstellungen berücksichtigt werden, obwohl nur wenige Studien ihre Auswirkungen auf die IMT-Messung gründlich getestet haben. Bhagirath et al.22 verglichen cIMT-Messungen, die entweder mit einem Standard-8-MHz- oder einem Hochfrequenz-14-MHz-Schallkopf gesammelt wurden, und fanden einen minimalen Unterschied (innerhalb von 0,05 mm voneinander bei 95% der Probanden). Im Vergleich dazu wurde in einer Studie mit Phantomarterien gezeigt, dass kleine Änderungen des Dynamikbereichs die Wandstärke signifikant beeinflussen23. Darüber hinaus testeten Mitchell et al.24 in ihrer Übersichtsarbeit vier separate Ultraschallsysteme, die zwischen Mitte der 1990er und Mitte der 2010er Jahre hergestellt wurden, und stellten fest, dass die mittlere cIMT aufgrund von Verbesserungen in der Erfassungsgeschwindigkeit und Programmierung variierte. Bis normative Daten mit zeitgemäßer Technologie entwickelt und bahnbrechende Validierungsstudien wiederholt werden8, empfehlen wir, nach Möglichkeit die oben empfohlenen Einstellungen zu verwenden. Diese basieren auf Expertenmeinungen und erleichtern Vergleiche mit früheren Studien. Wichtig ist, dass die Geräte- und Ultraschalleinstellungen innerhalb einer Studie konsistent gehalten werden.

Eigenschaften der Teilnehmer: Die Verträglichkeit und Compliance der Teilnehmer kann sich auf die Durchführbarkeit der IMT-Bewertung auswirken. Unserer Erfahrung nach sind Kinder unter sieben Jahren die größte Herausforderung. In dieser Kohorte kann die Bildaufnahme oft nicht versucht werden, kann vorzeitig abgebrochen werden oder ist für die Analyse unzureichend (z. B. übermäßige Bewegung). Daher ist es wichtig, sowohl ein Verständnis als auch einen Plan für den Umgang mit altersspezifischen Verhaltensweisen zu haben, zusätzlich zu einem erheblichen Fachwissen der Bediener. Machbarkeitsstudien als Grundlage für praktische Empfehlungen für Säuglinge und Kleinkinder gibt es kaum. Zhao et al.25 fanden ähnliche Erfolgsraten bei gesunden 2-Jährigen bei der Messung von cIMT (72%) und aIMT (67%) unter Verwendung von Ablenkungen wie Lesen oder Anschauen von Zeichentrickfilmen. Mivelaz et al.26 zeigten eine gute Machbarkeit (79%) und Reproduzierbarkeit für die Messung von cIMT bei 1-jährigen Säuglingen. Diese Raten liegen unter der von Skilton et al.3 vorgeschlagenen 10%-Schwelle für fehlende Daten. Dieser Schwellenwert ist zwar willkürlich, wurde aber durch die Raten fehlender Daten in der vorhandenen Literatur für aIMT informiert, und ähnliche Werte wurden für cIMT27 berichtet. Folglich werden die Empfehlungen zur Verbesserung der Compliance und Zusammenarbeit in dieser Kohorte und in älteren Kohorten von den Ratschlägen für medizinisches Fachpersonal, das nicht-invasive medizinische Verfahren durchführt, übernommen. Diese sind in der Ergänzenden Tabelle 1 zusammengefasst. Ein weiteres Merkmal der Teilnehmer, das sich auf die Ergebnisse auswirken kann, ist eine höhere Körpermasse. In einer Querschnittsstudie mit gesunden Freiwilligen im Alter von 11-34 Jahren war der BMI ein signifikanter Prädiktor für fehlende aIMT-Daten. In ähnlicher Weise ist ein höherer BMI mit einer Unvollständigkeit der Daten für cIMT bei Erwachsenen verbunden28. In dieser Kohorte können niederfrequente Wandler oder ein gekrümmter linearer Array-Wandler fehlende Daten reduzieren, aber die Gültigkeit muss noch getestet werden.

Messstelle: Es gibt einige spezifische Herausforderungen für das zu messende Schiff. Erstens, obwohl postmortale Untersuchungen darauf hindeuten, dass die distale hintere Wand der Bauchaorta die größte Prädisposition für die Bildung eines Atheroms aufweist, ist es nicht immer möglich, diese Stelle zu messen. Skilton et al.3 stellen fest, dass das Vorhandensein von interstitiellem Gas bedeuten kann, dass nur die proximale abdominale Aorta sichtbar ist. Mögliche Lösungen zur Verdrängung von Gas werden in der ergänzenden Tabelle 1 erörtert. Aufgrund dieses häufigen Problems empfehlen wir, den Messort vorab zu spezifizieren und Abweichungen des Protokolls in Publikationen zu melden, um studienübergreifende Vergleiche besser zu ermöglichen. Bei der Messung von cIMT ist ein häufiges Problem die Anzahl der Winkel. Die aktuellen Konsensus 18,19,20,29 empfehlen die Mittelung der IMT aus mehreren Insonationswinkeln, was sowohl für den Teilnehmer als auch für den Untersucher belastend sein kann. Mehrere Winkel ermöglichen jedoch eine bessere Reproduzierbarkeit in Längsschnittstudien, insbesondere für den durchschnittlichen maximalen IMT30. Da wir cIMT bei sehr kleinen Kindern, die sie am ehesten als unerträglich empfinden, nicht empfehlen, empfehlen wir, mindestens drei Messungen pro Seite zu versuchen.

Grenzen der Techniken
Mit beiden Methoden sind Einschränkungen verbunden. Erstens sind beide Messungen zum Zeitpunkt der Erfassung und Analyse bedienerabhängig. Um die Verzerrung zu minimieren, empfehlen wir Reliabilitätstests zwischen und innerhalb der Beobachter, zunächst während der Untersucherschulung und dann regelmäßig während der Datenerhebung und -analyse. Diese Metriken sollten in Publikationen berichtet werden. Wo immer möglich, sollte die Analyse verblindet werden, und wir haben praktische Vorschläge gemacht, um dies zu erreichen. Wir empfehlen auch dringend die Verwendung von kontinuierlicher, halbautomatischer Software, da sie nachweislich Verzerrungen reduziert, die Analyseeffizienz erhöht und mit manuellen Messschiebermessungen vergleichbar ist, die maschinenabhängig sein können31. Zweitens ist ein gewisses Maß an intimaler Verdickung aufgrund des physiologischen Wachstums beider Gefäße mit zunehmendem Alter zu erwarten. Daher sollten Korrekturen der Körpergröße der absoluten Messungen in die statistische Analyse einbezogen werden und wurden an anderer Stelle beschrieben 3,32. Der statistische Plan sollte auch Sensitivitätstests enthalten, wobei Scans ausgeschlossen werden, die zum Zeitpunkt der Messung oder Analyse als verzerrungsgefährdet gekennzeichnet sind, z. B. umfangreiche manuelle Anpassungen.

Wichtig ist, dass es einen Mangel an alters-, geschlechts- und rassenspezifischen normativen Werten und pathologischen Grenzwerten sowohl für aIMT als auch für cIMT gibt. Studien, die dies versucht haben, haben dies bei zu wenigen Menschen mit einer engen Altersspanne getan oder die Methodik nicht angemessen berichtet20. Die AEPC hat empfohlen, cIMT-Werte oberhalb des 75. Perzentils, angepasst an Alter und Geschlecht, unter Verwendung der verfügbaren Literatur als abnormal einzustufen20. Uns sind jedoch keine Studien bekannt, die diese Einstufung als Einschlusskriterium für die Verschreibung einer Behandlung verwendet haben. Trotz des Fehlens normativer Daten haben diese Messungen das Potenzial, die Wirksamkeit mutmaßlicher Interventionen zu testen. In der Tat hat cIMT den Nutzen als primären Endpunkt für Studien an Kindern mit pharmakologischer33 und Lebensstil-Intervention34 gezeigt, und aIMT wurde als exploratives Ergebnis in Teilstudien von Lebensstil-Interventionsstudien getestet35,36. Die Etablierung normativer Daten über die Jugend sollte im Mittelpunkt künftiger Forschung stehen. In der Zwischenzeit sollten Kohortenstudien angemessen aufeinander abgestimmte Kontrollen umfassen.

Signifikanz im Vergleich zu alternativen Methoden
Eine alternative nicht-invasive Modalität zur Beurteilung der Gefäßgesundheit ist die Pulswellengeschwindigkeit (PWV). Dieser Test bewertet die elastischen und funktionellen Eigenschaften des Gefäßes, d.h. die arterielle Steifigkeit, ein intermediärer Biomarker für CVD37,38. Der Nutzen von PWV zur Erkennung pathologischer Veränderungen der arteriellen Steifigkeit bei Kindern vor der Pubertät ist nach wie vor ungewiss. In ihrer Meta-Analyse fanden Varley et al.39 begrenzte Evidenz, die die Wirkung von Expositionen im frühen Leben auf die arterielle Steifigkeit bei gesunden Probanden im Alter von 0-18 Jahren unterstützt. Sie identifizierten nur eine einzige Studie mit Kindern und Jugendlichen, in der PWV bei denjenigen, die mütterlichem Diabetes ausgesetzt waren, signifikant höher war als bei Kontrollen (42 Teilnehmer, mittlere Differenz 0,17 m/s [95% CI: 0,14-0,20], p < 0,001)39. Dies scheint mit der Literatur übereinzustimmen, die zeigt, dass die arterielle Compliance in der Kindheit am größten ist und altersbedingte Veränderungen der arteriellen Steifigkeit erst in der Pubertät auftreten 40,41,42. Ähnliche Ergebnisse fanden wir in unserer Kohorte gesunder Teilnehmer im Alter von 2 bis 20 Jahren, wobei es nach etwa zehn Jahren im Altervon 43 Jahren zu einem altersbedingten Anstieg der cfPWV kam. Daher warnen wir vor der Anwendung von PWV außerhalb von Risikogruppen bei Kindern unter zehn Jahren.

Bedeutung und Anwendungsmöglichkeiten der Methode in der Erforschung der Entwicklungsursprünge von Krankheiten
Adaptive Veränderungen des Gefäßsystems in den ersten 1.000 Lebenstagen können Individuen für ein erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen im späteren Leben prädisponieren1. Da es unwahrscheinlich ist, dass CVD-Endpunkte bei Kindern und Jugendlichen auftreten, können wir durch die Anwendung einer altersgerechten Modalität zur Messung früher arterieller Veränderungen während dieser kritischen Phase und darüber hinaus Folgendes erreichen: (1) retrospektive Identifizierung und Charakterisierung von Risikofaktoren, die potenzielle Präventionsstrategien informieren können; (2) die Wirksamkeit von Präventionsstrategien zu bewerten, insbesondere während der ersten 1.000 Lebenstage; (3) diejenigen zu identifizieren, die ein erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen im späteren Leben haben und von einer gezielten Intervention profitieren könnten.

Im Vergleich zu anderen Modalitäten bleibt die IMT eine kostengünstige, zugängliche und akzeptable Option zur Identifizierung früher struktureller Veränderungen des arteriellen Gefäßsystems in jüngeren Populationen. Es gibt nur wenige Kopf-an-Kopf-Vergleiche der IMT der gemeinsamen Halsschlagader und der abdominalen Aorta bei Kindern und mehrere technische Herausforderungen bei der cIMT-Messung in dieser Population. Im Gegensatz dazu wird aIMT in dieser Altersgruppe besser vertragen und schneidet bei der Beurteilung subklinischer Atherosklerose genauso gut ab wie cIMT. Daher empfehlen wir aIMT bei Säuglingen und jüngeren Kindern und warnen vor der Verwendung von cIMT zur Beurteilung früher arterieller Veränderungen bis zur mittleren Adoleszenz. Ein Mangel an Standardisierung und Homogenität bei der IMT-Bewertung, insbesondere bei Kindern und Jugendlichen, wurde als entscheidende Einschränkung der Technik für beide Standorte identifiziert, und wir hoffen, dass dieses Protokoll diese Einschränkung behebt, die Datenerfassung und Reproduzierbarkeit verbessert, aussagekräftige Vergleiche zwischen Studien ermöglicht und die klinische Validität der IMT-Messung verbessert.

Offenlegungen

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Danksagungen

Die Autoren bedanken sich bei allen Teilnehmern unserer Studien.

Materialien

NameCompanyCatalog NumberComments
12-3 MHz Broadband linear array transducer PhillipsL12-3
Meijer's Carotid ArcMeijer -
Semi-automated edge detection analysis softwareMedical Imaging ApplicationsCarotid Analyzer 5
UltrasoundPhillips Epiq 7 
Ultrasound transmission gel Parker01-08

Referenzen

  1. Barker, D. J. Fetal origins of coronary heart disease. BMJ. 311 (6998), 171-174 (1995).
  2. Belbasis, L., Savvidou, M. D., Kanu, C., Evangelou, E., Tzoulaki, I. Birth weight in relation to health and disease in later life: an umbrella review of systematic reviews and meta-analyses. BMC Med. 14 (1), 147 (2016).
  3. Skilton, M. R., et al. Natural history of atherosclerosis and abdominal aortic intima-media thickness: Rationale, evidence, and best practice for detection of atherosclerosis in the young. J Clin Med. 8 (8), 1201 (2019).
  4. Poli, A., et al. Ultrasonographic measurement of the common carotid artery wall thickness in hypercholesterolemic patients. A new model for the quantitation and follow-up of preclinical atherosclerosis in living human subjects. Atherosclerosis. 70 (3), 253-261 (1988).
  5. Skilton, M. R., et al. Weight gain in infancy and vascular risk factors in later childhood. Pediatrics. 131, e1821-e1828 (2013).
  6. Bots, M. L., Hoes, A. W., Koudstaal, P. J., Hofman, A., Grobbee, D. E. Common carotid intima-media thickness and risk of stroke and myocardial infarction: the Rotterdam Study. Circulation. 96 (5), 1432-1437 (1997).
  7. Iglesias del Sol, A., Bots, M. L., Grobbee, D. E., Hofman, A., Witteman, J. C. Carotid intima-media thickness at different sites: relation to incident myocardial infarction; The Rotterdam Study. Eur Heart J. 23 (12), 934-940 (2002).
  8. Pignoli, P., Tremoli, E., Poli, A., Oreste, P., Paoletti, R. Intimal plus medial thickness of the arterial wall: a direct measurement with ultrasound imaging. Circulation. 74 (6), 1399-1406 (1986).
  9. Epure, A. M., et al. Risk factors during first 1,000 days of life for carotid intima-media thickness in infants, children, and adolescents: A systematic review with meta-analyses. PLoS Med. 17 (11), e1003414 (2020).
  10. Varley, B. J., Nasir, R. F., Skilton, M. R., Craig, M. E., Gow, M. L. Early life determinants of vascular structure in fetuses, infants, children, and adolescents: A systematic review and meta-analysis. J Pediatr. 252, 101-110.e9 (2022).
  11. Napoli, C., et al. Fatty streak formation occurs in human fetal aortas and is greatly enhanced by maternal hypercholesterolemia. Intimal accumulation of low density lipoprotein and its oxidation precede monocyte recruitment into early atherosclerotic lesions. J Clin Invest. 100 (11), 2680-2690 (1997).
  12. Solberg, L. A., Eggen, D. A. Localization and sequence of development of atherosclerotic lesions in the carotid and vertebral arteries. Circulation. 43 (5), 711-724 (1971).
  13. Dawson, J. D., Sonka, M., Blecha, M. B., Lin, W., Davis, P. H. Risk factors associated with aortic and carotid intima-media thickness in adolescents and young adults: the Muscatine Offspring Study. J Am Coll Cardiol. 53 (24), 2273-2279 (2009).
  14. Jarvisalo, M. J., et al. Increased aortic intima-media thickness: a marker of preclinical atherosclerosis in high-risk children. Circulation. 104 (24), 2943-2947 (2001).
  15. Davis, P. H., Dawson, J. D., Blecha, M. B., Mastbergen, R. K., Sonka, M. Measurement of aortic intimal-medial thickness in adolescents and young adults. Ultrasound Med Biol. 36 (4), 560-565 (2010).
  16. Bahner, D. P., et al. Language of transducer manipulation: Codifying terms for effective teaching. J Ultrasound Med. 35 (1), 183-188 (2016).
  17. End, B., et al. Language of transducer manipulation 2.0: continuing to codify terms for effective teaching. Ultrasound J. 13 (1), 44 (2021).
  18. Touboul, P. J., et al. Mannheim carotid intima-media thickness and plaque consensus (2004-2006-2011). An update on behalf of the advisory board of the 3rd, 4th and 5th watching the risk symposia, at the 13th, 15th and 20th European Stroke Conferences, Mannheim, Germany, 2004, Brussels, Belgium, 2006, and Hamburg, Germany, 2011. Cerebrovasc Dis. 34 (4), 290-296 (2012).
  19. Stein, J. H., et al. Use of carotid ultrasound to identify subclinical vascular disease and evaluate cardiovascular disease risk: a consensus statement from the American Society of Echocardiography Carotid Intima-Media Thickness Task Force. Endorsed by the Society for Vascular Medicine. J Am Soc Echocardiogr. 21 (2), 93-111 (2008).
  20. Dalla Pozza, R., et al. Intima media thickness measurement in children: A statement from the Association for European Paediatric Cardiology (AEPC) Working Group on Cardiovascular Prevention endorsed by the Association for European Paediatric Cardiology. Atherosclerosis. 238 (2), 380-387 (2015).
  21. Hartrich, M., Eilbert, W. An Approach to Point-Of-Care Ultrasound Evaluation of the Abdominal Aorta. J Vis Exp. (199), e65487 (2023).
  22. Bhagirath, K. M., Lester, S. J., Humphries, J., Hentz, J. G., Hurst, R. T. Carotid intima-media thickness measurements are not affected by the ultrasound frequency. Echocardiography. 29 (3), 354-357 (2012).
  23. Potter, K., Reed, C. J., Green, D. J., Hankey, G. J., Arnolda, L. F. Ultrasound settings significantly alter arterial lumen and wall thickness measurements. Cardiovasc Ultrasound. 6, 6 (2008).
  24. Mitchell, C., Korcarz, C. E., Zagzebski, J. A., Stein, J. H. Effects of ultrasound technology advances on measurement of carotid intima-media thickness: A review. Vasc Med. 26 (1), 81-85 (2021).
  25. Zhao, B., Johnston, F. H., Dalton, M., Negishi, K. Feasibility and normal ranges of arterial intima-media thickness and stiffness in 2-year-old children: A pilot study. Pediatr Cardiol. 40 (5), 914-920 (2019).
  26. Mivelaz, Y., et al. Feasibility and reliability of carotid intima-media thickness measurements in nonsedated infants. J Hypertens. 34 (11), 2227-2232 (2016).
  27. Drole Torkar, A., Plesnik, E., Groselj, U., Battelino, T., Kotnik, P. Carotid intima-media thickness in healthy children and adolescents: Normative data and systematic literature review. Front Cardiovasc Med. 7, 59776 (2020).
  28. Peters, S. A., et al. Extensive or restricted ultrasound protocols to measure carotid intima-media thickness: analysis of completeness rates and impact on observed rates of change over time. J Am Soc Echocardiogr. 25 (1), 91-100 (2012).
  29. Urbina, E. M., et al. Noninvasive assessment of subclinical atherosclerosis in children and adolescents: recommendations for standard assessment for clinical research: a scientific statement from the American Heart Association. Hypertension. 54 (5), 919-950 (2009).
  30. Dogan, S., et al. Ultrasound protocols to measure carotid intima-media thickness in trials; comparison of reproducibility, rate of progression, and effect of intervention in subjects with familial hypercholesterolemia and subjects with mixed dyslipidemia. Ann Med. 42 (6), 447-464 (2010).
  31. McCloskey, K., et al. Reproducibility of aortic intima-media thickness in infants using edge-detection software and manual caliper measurements. Cardiovasc Ultrasound. 12, 18 (2014).
  32. McCloskey, K., et al. Early-life markers of atherosclerosis using aortic and carotid intima-media thickness: An assessment of methods to account for child size. J Vasc Ultrasound. 39 (3), 119-126 (2018).
  33. Wiegman, A., et al. Efficacy and safety of statin therapy in children with familial hypercholesterolemia: a randomized controlled trial. JAMA. 292 (3), 331-337 (2004).
  34. Woo, K. S., et al. Effects of diet and exercise on obesity-related vascular dysfunction in children. Circulation. 109 (16), 1981-1986 (2004).
  35. Pahkala, K., et al. Ideal cardiovascular health in adolescence: effect of lifestyle intervention and association with vascular intima-media thickness and elasticity (the Special Turku Coronary Risk Factor Intervention Project for Children [STRIP] study). Circulation. 127 (21), 2088-2096 (2013).
  36. Kizirian, N. V., et al. Effects of a low-glycemic index diet during pregnancy on offspring growth, body composition, and vascular health: a pilot randomized controlled trial. Am J Clin Nutr. 103 (4), 1073-1082 (2016).
  37. Boutouyrie, P., et al. Aortic stiffness is an independent predictor of primary coronary events in hypertensive patients: a longitudinal study. Hypertension. 39 (1), 10-15 (2002).
  38. Laurent, S., et al. Aortic stiffness is an independent predictor of fatal stroke in essential hypertension. Stroke. 34 (5), 1203-1206 (2003).
  39. Varley, B. J., Nasir, R. F., Craig, M. E., Gow, M. L. Early life determinants of arterial stiffness in neonates, infants, children and adolescents: A systematic review and meta-analysis. Atherosclerosis. 355, 1-7 (2022).
  40. Climie, R. E., et al. Vascular ageing in youth: A call to action. Heart Lung Circ. 30 (11), 1613-1626 (2021).
  41. Hidvegi, E. V., et al. Reference values of aortic pulse wave velocity in a large healthy population aged between 3 and 18 years. J Hypertens. 30 (12), 2314-2321 (2012).
  42. Hidvegi, E. V., et al. Updated and revised normal values of aortic pulse wave velocity in children and adolescents aged 3-18 years. J Hum Hypertens. 35 (7), 604-612 (2021).
  43. Nasir, R., Cai, T. Y., Meroni, A., Skilton, M. P.32 Non-invasive measures of arteriosclerosis across childhood and adolescence: Insights into the natural history of disease. Artery Res. 26 (S1), S55-S55 (2020).

Nachdrucke und Genehmigungen

Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden

Genehmigung beantragen

Weitere Artikel entdecken

UltraschalluntersuchungAortenarterieHalsschlagaderIntima Media DickeIMT MessungAtherosklerose im KindesalterHerz Kreislauf ErkrankungenHochaufl sende B Mode SonographieArterielles Gef systemExposition im fr hen LebenTechnische HerausforderungenBauchaortaArteria carotis communisJugendliche

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Datenschutz

Nutzungsbedingungen

Richtlinien

Forschung

Lehre

ÜBER JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten