Method Article

Badanie prędkości fali tętna w podłużnym badaniu starzenia się w Baltimore

DOI:

10.3791/50817

⸱

February 7th, 2014

 ,  ,  ,  ,  , 
1Clinical Research Branch, National Institute of Aging

In This Article

Erratum Notice

Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Pomiar prędkości fali tętna (PWV) ocenia sztywność tętnicy za pomocą systemu opartego na tonometrii, który mierzy prędkość, z jaką fala ciśnienia tętniczego przemieszcza się wzdłuż drzewa tętniczego, zazwyczaj przybliżając czas, w którym ta fala przemieszcza się od aorty zstępującej (używając tętnicy szyjnej jako substytutu) do tętnicy udowej. PWV tętnicy szyjnej i kości udowej wzrasta dwu- lub trzykrotnie w ciągu dorosłego życia.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Prędkość fali tętna tętnicy szyjno-udowej jest uważana za złoty standard do pomiarów sztywności tętnicy centralnej uzyskanej metodami nieinwazyjnymi.1. Badani są umieszczani w pozycji leżącej na plecach i mogą spokojnie odpoczywać przez co najmniej 10 minut przed rozpoczęciem egzaminu. Dobierany jest odpowiedni rozmiar mankietu i mierzone jest ciśnienie krwi za pomocą urządzenia oscylometrycznego. Po uzyskaniu spoczynkowego ciśnienia krwi uzyskuje się fale ciśnienia z prawej tętnicy udowej i prawej tętnicy szyjnej wspólnej. Następnie system automatycznie oblicza czas przejścia impulsu między tymi dwoma miejscami (wykorzystując tętnicę szyjną jako substytut aorty zstępującej). Pomiary powierzchni ciała służą do określenia odległości przebytej przez falę tętna między dwoma miejscami pobierania próbek. Odległość ta jest następnie dzielona przez czas przejścia impulsu, co daje prędkość fali impulsowej. Pomiary są wykonywane w trzech egzemplarzach, a średnia jest wykorzystywana do analizy.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Prędkość fali pulsacyjnej (PWV) jest uważana za złoty standard w ocenie sztywności tętnic2. Chociaż nie jest stosowany klinicznie w Stanach Zjednoczonych, został zwalidowany i szeroko stosowany w warunkach klinicznych w całej Europie3. Zmiany w PWV są skorelowane z sercowo-naczyniowymi czynnikami ryzyka, takimi jak nadciśnienie, otyłość, upośledzona tolerancja glukozy i dyslipidemia. Wyższa sztywność aorty wiąże się ze zwiększonym ryzykiem pierwszego zdarzenia sercowo-naczyniowego4, spadkiem masy mięśniowej5 i wolniejszą prędkością chodu u osób z chorobą tętnic obwodowych6. Ocena PWV odbywa się poprzez analizę prędkości, z jaką puls krwi przemieszcza się z tętnicy szyjnej do tętnicy udowej7. Jest to stosunkowo prosta metoda dająca wysoce powtarzalne wyniki. Postęp technologiczny nadal upraszcza procedurę, zmniejszając zależność od operatora i skracając czas potrzebny na badanie. System stosowany w naszym laboratorium jest produkowany przez firmę SphygmoCorand wykorzystuje EKG i tonometr o wysokiej wierności do pozyskiwania przebiegów z tętnic szyjnych i udowych. Następnie oprogramowanie analizuje te zmienne w celu określenia prędkości poprzez: 1) oszacowanie czasu, w jakim fala tętna przemieszcza się między miejscem szyjnym a udowym, odnosząc się do czasu nadejścia fali ciśnienia do każdego miejsca tętniczego w stosunku do przebiegów elektrokardiograficznych, 2) dzieląc zmierzoną odległość między dwoma miejscami przez szacowany czas. Im bliżej siebie znajdują się miejsca pobierania próbek, tym mniej dokładna jest wartość PWV, co ogranicza stosowanie tej metody do większych naczyń, takich jak tętnice udowe i szyjne. Oprócz określenia PWV, system może obliczyć ciśnienie w aorcie wstępującej, stosując funkcję przenoszenia do kształtu fali wytwarzanej przez impuls promieniowy8, który jest "ciśnieniem centralnym" i ciśnieniem, które najbardziej bezpośrednio wpływa na serce w momencie wyrzutu. Informacje te mogą pomóc w ocenie wpływu układu tętniczego na lewą komorę w wiarygodny i nieinwazyjny sposób9. Alternatywne techniki stosowane do badania sztywności naczyń krwionośnych, takie jak rozciąganie tętnicy szyjnej za pomocą śledzenia echa, wymagają dużej wiedzy technicznej i są bardziej czasochłonne niż PWV. Śledzenie echa również zazwyczaj wykorzystuje analizę obrazu wideo, dlatego dokładność tych pomiarów jest ograniczona3. Inne techniki badania zmian naczyniowych obejmują ocenę grubości przyśrodkowej tętnicy szyjnej i błony wewnętrznej (IMT), która zapewnia wyniki ściślej związane z progresją miażdżycy, chociaż uzyskane obrazy przekrojowe i poprzeczne mogą zapewnić przybliżone określenie elastyczności tętnicy szyjnej. Metoda ta jest jednak obarczona tymi samymi ograniczeniami, co opisane powyżej badania rozciągliwości. Ponieważ naukowcy nadal przyglądają się roli, jaką sztywność tętnic odgrywa w różnych stanach chorobowych, pomiar PWV prawdopodobnie będzie nadal zapewniał ilościowy i powtarzalny zastępczy punkt końcowy.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Procedura

  1. Otwórz oprogramowanie za pomocą skrótu na pulpicie systemu Windows, klikając dwukrotnie ikonę.
  2. Kliknij opcję Pacjent, aby aktywować ekran pacjenta.
  3. Aby wprowadzić nowego pacjenta do bazy danych, kliknij przycisk Nowy w obszarze wyszukiwania pacjentów, a następnie kliknij przycisk Tak, aby potwierdzić, że chcesz wprowadzić nowego pacjenta.
  4. Wprowadź dane pacjenta, takie jak nazwisko, imię, data urodzenia i płeć. Kliknij przycisk Zapisz, aby przejść do następnego kroku.
  5. Kliknij przycisk PWA lub PWV, aby wykonać pomiar. Jeśli dostępny jest tylko jeden z tych trybów, nie ma potrzeby klikania przycisku, wystarczy przejść do ekranu badania.

2. Centralny pomiar ciśnienia krwi za pomocą analizy fal tętna (PWA)

  1. Kliknij przycisk Badanie, aby wprowadzić parametry badania. Wprowadź ciśnienie w ramieniu pobrane ze skalibrowanego ciśnieniomierza i wszelkie inne szczegóły, które chcesz uwzględnić.
  2. Kliknij przycisk Przechwyć dane, aby kontynuować pomiar. Przymocuj trzy elektrody i przewody EKG do pacjenta w zmodyfikowanej konfiguracji odprowadzenia II lub za pomocą kończyn pacjenta, jak wskazano na.
  3. Zbadaj palpacyjnie tętnicę promieniową pacjenta. Znajduje się po bocznej stronie nadgarstka, bezpośrednio nad stawem nadgarstkowym w pobliżu podstawy kciuka. Delikatnie dociśnij tętnicę promieniową do leżącej poniżej kości palcami środkowym i wskazującym.
  4. Umieść tonometr nad najsilniejszym punktem impulsu. Delikatnie dociśnij tonometr w dół, aż zobaczysz spójny przebieg ciśnienia wyświetlany na ekranie przechwytywania danych.
  5. Jeśli funkcja automatycznego przechwytywania jest włączona (patrz uwaga poniżej), system automatycznie zapisze pomiar. Aby ręcznie zapisać pomiar do analizy, naciśnij spację na klawiaturze (lub naciśnij przełącznik nożny, jeśli jest używany).
  6. Jeśli wymagane jest powtórzenie pomiaru przy tych samych parametrach badania, kliknij przycisk Powtórz, aby powrócić do ekranu Capture Data (Dane przechwytywania) i powtórz pomiar zgodnie z opisem w krokach 2.4-2.5 powyżej.
  7. Aby wykonać pomiar na nowym pacjencie, kliknij przycisk Pacjent i wróć do kroku 1.3 powyżej.

3. Pomiar sztywności tętniczej za pomocą prędkości fali pulsacyjnej (PWV)

  1. Kliknij przycisk Badanie, aby wprowadzić parametry badania.
  2. Wprowadź ciśnienie w kości ramiennej pobrane ze skalibrowanego ciśnieniomierza
    Wprowadź odległość zmierzoną dla miejsc dystalnych (wcięcie nadmostkowe do tętna udowego) i proksymalnego (wcięcie nadmostkowe do tętna szyjnego). W razie potrzeby można wprowadzić pola Leki, Uwagi i Operator
  3. Kliknij przycisk Przechwyć, aby kontynuować pomiar.
  4. Upewnij się, że sygnał EKG jest akceptowalnej jakości.
  5. Zbadaj palpacyjnie puls tętnicy szyjnej. Znajduje się między krtanią a mięśniem mostkowo-obojczykowo-sutkowym w szyi. Można go wyczuć, popychając mięsień na bok i dociskając tętnicę do krtani.
  6. Umieść tonometr na tętnicy szyjnej i delikatnie dociśnij tonometr w dół, aż otrzymasz spójny przebieg ciśnienia wyświetlany na ekranie przechwytywania danych.
  7. Gdy masz co najmniej 13 sekund spójnych przebiegów, kliknij przycisk OK lub (naciśnij przełącznik nożny, jeśli jest używany).
  8. Zbadaj palpacyjnie puls tętnicy udowej. Znajduje się nad brzuszną częścią uda w połowie drogi między spojeniem łonowym a przednim górnym kręgosłupem biodrowym.
  9. Umieść tonometr na tętnicy udowej i delikatnie dociśnij tonometr w dół, aż otrzymasz spójny przebieg ciśnienia wyświetlany na ekranie przechwytywania. Gdy masz co najmniej 13 sekund spójnych przebiegów, kliknij przycisk OK (lub naciśnij przycisk na przełączniku nożnym, jeśli jest używany).
  10. Raporty można teraz przejrzeć. Pomiary te są zwykle przeprowadzane w trzech egzemplarzach. Jeśli użytkownik chce zmierzyć PWV między tętnicami szyjnymi i promieniowymi, te właśnie pokazane kroki zostaną powtórzone, z wyjątkiem tego, że zamiast pomiaru na tętnicy udowej, użytkownik umieściłby tonometr na tętnicy promieniowej. Aby wykonać pomiar na nowym pacjencie, kliknij przycisk Badanie i powtórz tę procedurę lub użyj funkcji wyszukiwania, aby wyszukać istniejącego pacjenta.

4. Wyłącz

  1. Oprogramowanie automatycznie zapisuje wszystkie raporty. Aby zamknąć oprogramowanie, kliknij System w menu głównym, a następnie kliknij Wyjdź. Umieść tonometr w tacy modułu do przechowywania.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

figure-results-1
Tabela 1. Wyniki PWV są uzyskiwane w metrach na sekundę. U zdrowych osób prędkości te mogą wynosić średnio od 6,2 m/s (u osób poniżej 30 roku życia) do 10,9 m/s (u osób w wieku 70 lat i starszych). Wartości te ustalono w artykule "Determinants of pulse wave velocity in healthy People and in the presence of cardiovascula...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Pomiar prędkości fali tętna (PWV) jest nieinwazyjną metodą analizy sztywności tętnic centralnych w stosunkowo prosty i powtarzalny sposób3. Aby ocenić PWV, przebiegi tętnicy szyjnej (jako substytut aorty zstępującej) i kości udowej uzyskuje się za pomocą tonometru o wysokiej wierności; opóźnienie czasowe w docieraniu fali tętna do miejsca między dwoma miejscami jest szacowane w odniesieniu do jednocześnie rejestrowanych fal EKG przez specjalnie zaprojektowane oprogramowanie komputerowe, które jest zgodne z mod...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych. Autorzy otrzymali pomoc w opisie protokołu i przeprowadzeniu badania od firmy SphygmoCor, która produkuje ten opisywany produkt.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie było wspierane przez Intramural Research Program of the NIH, National Institute on Aging oraz Baltimore Longitudinal Study on Aging. Część tego wsparcia pochodziła z umowy badawczo-rozwojowej z Instytutem Badawczym MedStar. Standardowy protokół i ekspertyza techniczna zostały dostarczone przez firmę AtCor.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
System SphygmoCorAtCorSPT-304, moduł EM3

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Najjar, S. S., Scuteri, A., et al. Pulse wave velocity is an independent predictor of the longitudinal increase in systolic blood pressure and of incident hypertension in the Baltimore Longitudinal Study of Aging. J. Am. Coll. Cardiol. 51 (14), 1377-1383 (2008).
  2. Doonan, R. J., Scheffler, P., et al. Altered arterial stiffness and subendocardial viability ratio in young healthy light smokers after acute exercise. PloS one. 6 (10), (2011).
  3. Laurent, S., Cockcroft, J., et al. Expert consensus document on arterial stiffness: methodological issues and clinical applications. Eur. Heart J. 27 (21), 2588-2605 (2006).
  4. Mitchell, G. F., Hwang, S. -J., et al. Arterial stiffness and cardiovascular events: the Framingham Heart Study. Circulation. 121 (4), 505-511 (2010).
  5. Abbatecola, A. M., Chiodini, P., et al. Pulse wave velocity is associated with muscle mass decline: Health ABC study. Age. , (2011).
  6. Watson, N. L., Sutton-Tyrrell, K., et al. Arterial stiffness and gait speed in older adults with and without peripheral arterial disease. Am. J. Hypertens. 24 (1), 90-95 (2011).
  7. Mackenzie, I. S., Wilkinson, I. B., Cockcroft, J. R. Assessment of arterial stiffness in clinical practice. QJM. 95 (2), 67-74 (2002).
  8. O'Rourke, M. F., Pauca, A., Jiang, X. J. Pulse wave analysis. Br. J. Clin. Pharmacol. 51 (6), 507-522 (2001).
  9. Stoner, L., Young, J. M., Fryer, S. Assessments of arterial stiffness and endothelial function using pulse wave analysis. Int. J. Vasc. Med. 2012, 903107 (2012).
  10. Farro, I., Bia, D., et al. Pulse wave velocity as marker of preclinical arterial disease: reference levels in a uruguayan population considering wave detection algorithms, path lengths, aging, and blood pressure. Int. J. Hypertens. 2012, (2012).
  11. Lakatta, E. G., Wang, M., Najjar, S. S. Arterial aging and subclinical arterial disease are fundamentally intertwined at macroscopic and molecular levels. Med. Clin. N. Am. 93 (3), 583-604 (2009).
  12. Ambrose, M. Clinical Manual (CVMS) Rev. 2, 1-51 (2011).
  13. Reference Values for Arterial Stiffness' Collaboration Determinants of pulse wave velocity in healthy people and in the presence of cardiovascular risk factors: 'establishing normal and reference values. Eur. Heart J. 31 (19), 2338-2350 (2010).
  14. van Bortel, L. M., Laurent, S., et al. Expert consensus document on the measurement of aortic stiffness in daily practice using carotid-femoral pulse wave velocity. J. Hypertens. 30 (3), 445-448 (2012).
  15. Scuteri, A., Brancati, A., Gianni, W., Assisi, A., Volpe, M. Arterial stiffness is an independent risk factor for cognitive impairment in the elderly: a pilot study. J. Hypertens. 23 (6), 1211 (2005).
  16. Khoshdel, A. R., Carney, S. L., Nair, B. R., Gillies, A. Better management of cardiovascular diseases by pulse wave velocity: combining clinical practice with clinical research using evidence-based medicine. Clin. Med. Res. 5 (1), 45-52 (2007).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Erratum

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Formal Correction: Erratum: Pulse Wave Velocity Testing in the Baltimore Longitudinal Study of Aging
Posted by JoVE Editors on 5/08/2014. Citeable Link.

A correction was made to Pulse Wave Velocity Testing in the Baltimore Longitudinal Study of Aging. There was an error with the author, Majd AlGhatrif's, name. The author's name has been corrected to:

Majd AlGhatrif

instead of:

Majd al Ghatrif

Tags

Pulse Wave VelocityArterial StiffnessCarotid FemoralPulse Transit TimeBlood Pressure MeasurementECG ElectrodesTonometer MeasurementWaveform AnalysisDistance MeasurementSoftware Analysis

Related Articles