تيبس الشريان هو علامة رئيسية لشيخوخة الأوعية الدموية، ويعكس التأثير التراكمي للجراح الميكانيكية والبيولوجية المرتبطة بالشيخوخة وعوامل الخطر القلبية الوعائية المختلفة على جدار الشريان 1,2. من الناحية المرضية، تشمل هذه التغيرات تحلل الإيلاستين، وترسيب الكولاجين والترابط المتبادل، وتصلب العضلات الملساء، وتغيرات في المصفوفة خارج الخلية لجدار الشريان، مما يجعله أكثر صلابة وأقل مرانية، مما يؤثر على وظائف ويندكيسل للشرايين المرنة الكبيرة 1,2.
العواقب الفسيولوجية لتصلب الشريان الكبير (LAS) متعددة الأوجه. زيادة المقاومة المميزة للشريان الأورطي والحمل الانقباضي اللاحق الذي يؤثر على البطين الأيسر تعطل التفاعلات الطبيعية بين البطين والشرايين وتعزز خلل عضلة القلب، والتليف العضلي، وتضخم البطين الأيسر 1,2. بالإضافة إلى ذلك، فإن فقدان التخزين الميكانيكي المنسوب إلى وظيفة وينكسل يزيد من الضغط والتدفق النابض في الأوعية الدموية الدقيقة لمختلف الأعضاء المستهدفة، بما في ذلك الدماغ والكلى، مما يؤدي إلى خلل في الأوعية الدقيقة والأنشيمي في هذه الأعضاء الحيوية 1,2. يتم تكرار هذه البنى الفسيولوجية المرضية لمرض LAS وعواقبه وبيئته من خلال دراسات سكانية كبيرة كشفت بشكل لا يمكن دحضه عن أهمية تيبس الشرايين كمؤشر مستقل على الأمراض والوفاة القلبية الدموية خارج عوامل الخطر التقليدية 3,4,5,6 . وقد مهد تراكم الأدلة في هذا الصدد الطريق لإدراج تقييم تيبس الشرايين في إرشادات الممارسة السريرية، إذا ظل قرار العلاج القائم على المخاطر لخفض ضغط الدم غير مؤكد للأشخاص الذين لديهم ضغط دم مرتفع7. تؤكد هذه التطورات أهمية الوصول إلى أدوات صالحة وموثوقة لقياس تيبس الشرايين بشكل غير جراحي لدى البشر، خاصة لتقييم صحة الأوعية الدموية وتصنيف المخاطر الطبقية.
الطرق التقليدية لقياس صلابة الشريان هي ذات شقين: (1) تسجيل التغيرات النابضة في قطر وضغط الشريان في موقع محدد في شجرة الشريان لحساب قابلية التمدد الشريانية أو مؤشرات أخرى كمقياس 'محلي' لصلابة الشريان، (2) قياس سرعة انتشار نبضة الشريان بين نقطتين في شجرة الشريان لتحديد سرعة موجة النبض (PWV) كمقياس إقليمي للشريان التيبس. نظريا، يرتبط PWV عكسيا بالجذر التربيعي للقابلية للتمدد، كما هو موضح في معادلة برامويل-هيل، التي تظهر التوافق الفسيولوجي بين المقايسين الأوسع لصلابة الشرايين8. يتطلب قياس PWV للشرايين المركزية الكبيرة استخدام حساسات مخصصة، بما في ذلك مقاييس التونومتر، لتسجيل موجات النبض الشريانية بشكل غير جراحي من موقعين يمكن الوصول إليهما في شجرة الشريان. يتم حساب PWV السباتي-الفخذي، وهو المقياس الذهبي لتيبس الشريان الكبير، باستخدام موجات نبضية شريانية ملتقطة بشكل متسلسل أو في نفس الوقت من الشرايين السباتي والفخذية الشائعة 2,8.
غالبا ما يتطلب قياس قياسات صلابة الشرايين المحلية استخدام وسائل تصوير، بما في ذلك الموجات فوق الصوتية أو الرنين المغناطيسي، ويتطلب معالجة شاملة لتسلسل الصور لاستخراج بيانات القطر والمساحة لحساب مؤشرات الصلابة 8,9. يمكن لمقاييس تيبس الشريان الموضعي، عند التقاطها من المواقع الحساسة للشجرة، أن توفر أيضا رؤى فسيولوجية حيوية حول الاكتساب الميكانيكي لقوس انعكاس المستقبل، وهو مسار حيوي لتوازن القلب الوعائي قصير الأمد، والذي غالبا ما يكون مختولا في الاضطرابات العصبية والأيضية10,11. بالإضافة إلى مؤشرات الصلابة، توفر تقنيات دوبلر وتصوير تدفق الجهات بالموجات فوق الصوتية قياسات كمية لسرعة تدفق الدم، ومعدل التدفق، وإجهاد القص على الجدار، مما يساعد في توصيف البيئات الهيموديناميكية المحلية ذات الصلة بتصلب الشرايين وإعادة تشكيل الأوعية الدموية12،13. وبالمثل، يوفر تصوير التباين الطور والرنين المغناطيسي للتدفق رباعي الأبعاد تدفق الدم الحجمي، وتدرجات الضغط، وإجهاد القص على الجدار، وأنماط التدفق المضطرب، والدوامة، وسرعة موجة نبضة الأبهر، مما يوفر توصيفا شاملا وغير جراحي لديناميكا الدم يكمل قياسات صلابة جدار الشريان14،15. مؤخرا، تم تطوير تقنيات ضغط الدم بدون أكمام (BP) تعتمد على تصوير الضوئي متعدد الكفة (PPG) لتقدير ضغط الدم المحلي أو الإقليمي وسرعة موجات النبض من موجات النبض الطرفية16,17. عادة ما تستمد هذه الأنظمة BP من تحليل زمن عبور النبضات أو موجات النبض المعتمدة على PPG، أحيانا مع تخطيط القلب أو PPG متعدد المواقع، ويمكنها تتبع التغيرات من نبضة إلى نبضة في صلابة الشريان المحلية وديناميكا الدم في نموذج 16,17,18 القابل للارتداء أو الهاتف الذكي.
نقدم هنا تقنية معتمدة وخالية من الصور تعتمد على الموجات فوق الصوتية لتقييم كل من تيبس الشرايين المحلية والإقليمية في البشرفي نفس الوقت 9,19,20. تستخدم الطريقة مسبار بالموجات فوق الصوتية الكهروضغطية أحادي العنصر لتثبيت الشريان السباتي الشائع، حيث يلتقط إشارات الصدى في الوقت الحقيقي من جدران الشريان السباتي لتوليد موجة الانتفاخ في الشريان السباتي. يتم قياس التيبس الشرياني الموضعي باستخدام بيانات الانتفاخ بالتزامن مع ضغط الدم الشرياني الداخلي. لتقييم صلابة الشريان الإقليمية، يتم تطبيق كفة مذبذبة على الفخذ لالتقاط موجة نبضة الفخذ بشكل غير جراحي. يتم بعد ذلك حساب سرعة موجة النبضة السباتي-الفخذية (cf-PWV) عن طريق قياس تأخر وصول النبضة بين موقعي الفخذ والسباتي، إلى جانب أطوال المسارات الشريانية المقاسة على السطح.