Neinvazivní určování tuhosti cévní stěny pomocí rychlosti šíření pulzní vlny

Abstract

Měření hemodynamických parametrů je spojeno hlavně s měřením krevního tlaku. Jedná se o nejrozšířenější úkon odhadu zdravotního stavu a o základní hemodynamický parametr. Ostatní parametry tak zůstávají v jeho stínu, přestože by nám o stavu kardiovaskulárního systému mohly napovědět více. V poslední době však dochází ke změně tohoto přístupu odbornou veřejností, kdy i za přispění různých výzkumných organizací se lze dozvědět více o kardiovaskulárních onemocněních a jejich možné predikci. Jedním z těchto parametrů je rychlost šíření pulzní vlny (PWV), který pomáhá určit arteriální tuhost. Ta je charakteristická tuhnutím stěn cévního systému a je základním indikátorem změn v krevním řečišti vedoucím k různým kardiovaskulárním onemocněním. V rámci této práce je detailně rozebrána problematika arteriální tuhosti, jejího dostupného neinvazivního měření pomocí PWV a ukázání nového řešení založeném na suprasystolických tlakových pulzací zaznamenaných pomocí manžety a diferenciálního tlakového senzoru. Jedná se o unikátní metodu, která zatím v klinické praxi není zavedena. V rámci této práce je provedena komparační studie s přístrojem SphygmoCor Vx, který dokáže měřit "zlatý standard" pro určení arteriální tuhosti cfPWV (PWV mezi krkavicí a femorální tepnou). Během této studie bylo změřeno 145 dobrovolníků a provedeno vyhodnocení naměřených dat. Pro porovnání byly vytvořeny modely multiparametrické lineární regrese, které zohledňují kromě vypočtené PWV pomocí experimentálního přístroje (z tvaru tlakových pulzací) i další parametry dostupné z pacientských dat. První modely odhadovaly cfPWV jen pomocí PWV změřeného mezi třemi různými anatomickými částmi a ten nejlepší vykazoval mírnou korelaci s cfPWV (r=0.54, p<0.001). Výsledný model však bere v úvahu i věk a střední arteriální tlak (MAP) a vykazuje vysokou korelaci (r=0.72, p<0.001) a dle metodiky pro porovnání neinvazivních metod vychází výsledky měření odhadu PWV experimentálním přístrojem s cfPWV jako excelentní (0±0.69 m/s). Kromě podrobných informací o této studii, její metodiky a měřené populaci byla vytvořena i grafická aplikace, která komplexně vyhodnocuje naměřená data a lze ji používat i v rámci různých studií, které se týkají suprasystolických pulzací a jejich vyhodnocením.The monitoring of hemodynamic parameters is mainly associated with the measurement of blood pressure (BP). This is the most widespread technique to estimate the health condition and is also the basic hemodynamic parameter. Other parameters remain in its shadow, despite the fact that they could tell us more about the state of the cardiovascular system. Recently, however, there has been a change in the approach by the experts in this field, and with the contribution of various research organizations, it is possible to learn more about cardiovascular diseases and their prediction. One of these parameters is pulse wave velocity (PWV), which helps determine arterial stiffness. The arterial stiffness is characterized by hardening of the walls of the cardiovascular system and is a basic indicator of changes leading to various cardiovascular diseases. In this work, the issue of arterial stiffness, its available noninvasive measurement using PWV, and the demonstration of an innovative solution based on suprasystolic pressure pulsations recorded by a cuff and a differential pressure sensor (DPS) is discussed in detail. This is a unique method that has not yet been introduced in clinical practice. As part of this work, a comparative study was performed with the SphygmoCor Vx device, which is the "gold standard" measurement device for noninvasive determining arterial stiffness - cfPWV (carotid-femoral PWV). During this study, 145 volunteers were measured and an evaluation of the measured data was performed. For comparison, multiparametric linear regression models were created, which take into account, the calculated PWV using the experimental device (from the shape of the pressure pulsations) and other parameters available from the patient data. The first models considered only the PWV between three different anatomical parts and the best one showed a moderate correlation with cfPWV (r=0.54, p<0.001). The best-fitting model also takes age and mean arterial pressure (MAP) into account and suggests a high correlation (r=0.72, p<0.001). The results of estimated PWV in comparison with the "gold standard" cfPWV (SphygmoCor Vx) was 0±0.69 m/s. According to the methodology for comparing noninvasive methods this result is rated as excellent. In addition to detailed information about this study, its methodology and the measured population, a graphic application was also created that comprehensively evaluates the measured data and can be used in various studies related to suprasystolic pulsations and their evaluation.