נוקשות עורקים היא סימן מרכזי להזדקנות כלי דם, המשקפת את ההשפעה המצטברת של פגיעות מכניות וביולוגיות הקשורות להזדקנות וגורמי סיכון קרדיווסקולריים שונים על דופן העורק 1,2. פתוביולוגית, שינויים אלו כוללים פירוק אלסטין, הצטברות קולגן וקישור צולב, הידוק שריר חלק ושינויים במטריצה החוץ-תאית של דופן העורק, מה שהופך אותו לקשיח ופחות גמיש, ובכך פוגע בתפקודי וינדקסל של עורקים אלסטיים גדולים 1,2.
ההשלכות הפיזיולוגיות של התקשות העורקים הגדולים (LAS) הן רב-ממדיות. עלייה באימפדנס האופייני של האאורטה והעומס הסיסטולי הפועל על החדר השמאלי מפריעה לאינטראקציות תקינות בין החדר לעורקים ומקדמת תפקוד לקוי של שריר הלב, פיברוזיס שריר הלב והיפטרופיה של החדר השמאלי 1,2. בנוסף, אובדן הבופר המכני המיוחס לתפקוד הווינקסל מגביר את הלחץ והזרימה במיקרו-כלי דם של איברי מטרה שונים, כולל המוח והכליה, מה שמוביל לתפקוד לקוי מיקרווסקולרי ופרנכימלי באיברים חיונייםאלו. מבנים פתופיזיולוגיים אלו של LAS ותוצאותיו משוכפלים אפידמיולוגית על ידי מחקרים מבוססי אוכלוסייה גדולים שחשפו באופן בלתי ניתן לערעור את חשיבות נוקשות העורקים כמנבא עצמאי לתחלואה ותמותה קרדיווסקולרית מעבר לגורמי סיכון קרדיווסקולריים קונבנציונליים 3,4,5,6 . הצטברות ראיות בהקשר זה סללה את הדרך להכללת הערכת נוקשות עורקים בהנחיות הפרקטיקה הקלינית, אם החלטת טיפול מבוססת סיכון להורדת לחץ דם נותרת לא ודאית עבור אנשים עם לחץ דםגבוה 7. התפתחויות אלו מדגישות את חשיבות הגישה לכלים תקפים ואמינים למדידה לא פולשנית של נוקשות עורקים בבני אדם, במיוחד להערכת בריאות כלי דם ולשכבת סיכון.
גישות קונבנציונליות לכימות נוקשות העורקים הן דו-צדדיות 2,8: (1) מתעד את השינויים הפולסים בקוטר ובלחץ העורקים במקום מסוים בעץ העורקי כדי לחשב את התפשטות העורקים או אינדקסים אחרים כמדד 'מקומי' לנוקשות עורקית, (2) למדוד את מהירות הפצת הדופק העורקי בין שתי נקודות בעץ העורקים כדי לקבוע את מהירות גל הפולס (PWV) כמדד אזורי של העורק נוקשות. תיאורטית, PWV קשור הפוך לשורש הריבועי של התפשטות, כפי שנקבע על ידי משוואת ברמוול-היל, שמדגימה את ההתאמה הפיזיולוגית בין שני המדדים הרחבים יותר של קשיחות עורקים8. כימות PWV של עורקים מרכזיים גדולים דורש שימוש בחיישנים ייעודיים, כולל טונומטרים, כדי לתעד באופן לא פולשני את גלי הדופק העורקיים משני מקומות נגישים בעץ העורקי. PWV קרוטיד-פמורל, המדד הסטנדרטי הזהב לנוקשות עורקים גדולים, מחושב באמצעות צורות דופק עורקיות שנלכדו ברצף או בו-זמנית מהעורקים הקרוטידיים והירך המשותפים 2,8.
כימות מדידות מקומיות של קשיחות עורקים כרוך לעיתים קרובות בשיטות דימות, כולל אולטרסאונד או MRI, ודורש עיבוד לאחר מיצה של רצפי התמונה כדי להפיק נתוני קוטר ושטח לחישוב מדדי הקשיחות 8,9. מדדים של נוקשות עורקית מקומית, כאשר נלכדים מהאזורים הרגישים של עץ העורק, יכולים לספק גם תובנות פיזיולוגיות חיוניות לגבי הרווח המכני של קשת רפלקס הברורצפטור, מסלול חיוני להומאוסטזיס קרדיווסקולרי קצר טווח, שלעיתים מעוות בהפרעות נוירולוגיות ומטבוליות10,11. בנוסף למדדי קשיחות, טכניקות דופלר ודימות זרימה וקטורית מבוססות אולטרסאונד מספקות מדדים כמותיים של מהירות זרימת הדם, קצב זרימה ומתח גזירה על הקיר, המסייעים לאפיין סביבות המודינמיות מקומיות הרלוונטיות לטרשת עורקים ולשינוי כלי דם12,13. באופן דומה, MRI של קונטרסט פאזה וזרימה 4-ממדית מניבים זרימת דם נפחית, גרדיאנטים ללחץ, מאמץ גזירה בקיר, דפוסי זרימה טורבולנטיים, מערבולת ומהירות גל פולס אאורטי, ומציעים אפיון מקיף ולא פולשני של המודינמיקה המשלים את מדידות קשיחות דופן העורקים14,15. לאחרונה פותחו טכנולוגיות לחץ דם ללא שרוול (BP) המבוססות על פוטופלתיסמוגרפיה (PPG) להערכת לחץ דם מקומי או אזורי ומהירות גל הדופק מגלי פולס היקפיים16,17. מערכות אלו בדרך כלל נגזרות BP מניתוח זמן מעבר פולסים מבוסס PPG, לעיתים בשילוב עם ECG או PPG רב-אתרים, ויכולות לעקוב אחר שינויים קצב-לפעימות בקשיחות העורקים המקומית ובהמודינמיקה בצורת16,17,18 לבישה או סמארטפון.
אנו מציגים כאן טכניקת אולטרסאונד מאומתת וללא תמונה, להערכת נוקשות עורקים מקומית ואזורית בו-זמנית בבני אדם 9,19,20. השיטה עושה שימוש בגלאי אולטרסאונד פיזואלקטרי חד-יסודי כדי ליצור את עורק התרדמה המשותף, ולוכד אותות הד בזמן אמת מדפנות העורקים כדי ליצור את גל התפשטות עורק הקרוטיד. נוקשות עורקים מקומית נמדדת באמצעות נתוני הנפיחות בשילוב עם לחץ הדם העורקי. כדי להעריך נוקשות עורקית אזורית, מותקן אזף אוסצילומטרי על הירך כדי ללכוד את גל הדופק הירך באופן לא פולשני. מהירות גל הדופק הקרוטיד-פמורלי (cf-PWV) מחושבת לאחר מכן על ידי מדידת עיכוב הגעת הפולס בין אתרי הירך והקרוטיד, יחד עם אורכי מסלולי עורקים שנמדדים על פני השטח.