Correction of change in propagation time delay of pulse wave during flow-mediated dilation in ultrasonic measurement of arterial wall viscoelasticity

2014 ◽  
Vol 53 (7S) ◽  
pp. 07KF03 ◽  
Author(s):  
Mitsuki Sato ◽  
Hideyuki Hasegawa ◽  
Hiroshi Kanai
Keyword(s):  
Time Delay ◽  
Arterial Wall ◽  
Pulse Wave ◽  
Ultrasonic Measurement ◽  
Propagation Time ◽  
Flow Mediated Dilation

scholarly journals Η συσχέτιση των πολυμορφισμών G894T και T786C του γονιδίου της ενδοθηλιακής συνθετάσης του νιτρικού οξειδίου με τη λειτουργικότητα των αγγείων και τη φλεγμονή σε ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη και διαβητικό πόδι

2018 ◽  
Author(s):  
Θεοδοσία Κόνσολα
Keyword(s):  
Pulse Wave Velocity ◽  
Wave Velocity ◽  
Pulse Wave ◽  
Augmentation Index ◽  
Flow Mediated Dilation

Εισαγωγή: Ο Σακχαρώδης Διαβήτης (ΣΔ) σχετίζεται με ενδοθηλιακή δυσλειτουργία, αυξημένη αρτηριακή σκληρία και χρόνια συστηματική φλεγμονή. Το Διαβητικό Πόδι (ΔΠ) αποτελεί τη συχνότερη επιπλοκή του μη ελεγχόμενου ΣΔ και σχετίζεται με αυξημένη νοσηρότητα. Το ΔΠ, μεταξύ άλλων, αναπτύσσεται ως συνέπεια της μικροαγγειακής και μακροαγγειακής δυσλειτουργίας.Σκοπός: Οι παθογενετικοί μηχανισμοί της διαβητικής μικροαγγειοπάθειας δεν είναι πλήρως κατανοητοί. Στη μελέτη μας διερευνήσαμε τις πιθανές συσχετίσεις του ΔΠ με την ενδοθηλιακή δυσλειτουργία, την αρτηριακή σκληρία και τη φλεγμονή σε ανθενείς με ΣΔ τύπου 2 (ΣΔ-2), καθώς επίσης και τον πιθανό συσχετισμό της γενετικής μεταβλητότητας του γονιδίου της ενδοθηλιακής συνθετάσης του νιτρικού οξειδίου (eNOS) με την εξέλιξη της μικροαγγειακής νόσου σε ασθενείς με ΣΔ-2. Μέθοδοι: Συμμετείχαν 284 ασθενείς με ΣΔ-2 και 196 υγιείς-μάρτυρες αντίστοιχης ηλικίας και φύλου, μη πάσχοντες από ΣΔ, καρδιαγγειακή ή άλλη νόσο. Όλοι οι ασθενείς με ΣΔ-2 εκτιμήθηκαν από ειδικούς διαβητολόγους προκειμένου να ελεγχθεί η παρουσία ή απουσία νόσου ΔΠ. Η ενδοθηλιακή λειτουργία εκτιμήθηκε μέσω της ενδοθηλιο-εξαρτώμενης διάτασης της βραχιονίου αρτηρίας (brachial flow mediated dilation - FMD), ενώ η καρωτιδο-μηριαία ταχύτητα σφυγμικού κύματος (carotid-femoral pulse wave velocity – PWV) και ο δείκτης ενίσχυσης ανακλώμενων κυμάτων augmentation index - AΙx), καθορίστηκαν μέσω της συσκευής SphygmoCor, ως δείκτες των ελαστικών ιδιοτήτων της αορτής και των μεγάλων αγγείων. Τα επίπεδα στον ορό της hsCRP και της IL-6 μετρήθηκαν ως δείκτες συστηματικής φλεγμονής, ενώ εκτιμήθηκε και η κάθαρση κρεατινίνης (Cr Cl MDRD), ταυτόχρονα με άλλους βιοχημικούς βιοδείκτες, συμπεριλαμβανομένης της γλυκοζυλιωμένης αιμοσφαιρίνης (HbA1c). Επιπλέον, σε 202 από τους ανωτέρω ασθενείς μετρήθηκαν τα επίπεδα του αγγειακού αυξητικού ενδοθηλιακού παράγοντα (VEGF), ενώ καθορίστηκε και ο γονότυπός τους για τους πολυμορφισμούς Τ786C και G894T του γονιδίου της eNOS. Τέλος, οι ασθενείς επανεκτιμήθηκαν μετά από 30 μήνες για τυχόν εξέλιξη της διαβητικής μικροαγγειοπάθειας (οριζόμενης ως ανάπυξη νέου ΔΠ, νέας διαβητικής αμφιβληστροειδοπάθειας (ΔΑ) και/ή έκπτωση της Cr Cl MDRD >25%). Αποτελέσματα: Η επίπτωση του ΔΠ μεταξύ των ασθενών με ΣΔ-2 ήταν 24,6%. Δεν υπήρχαν στατιστικά σημαντικές διαφορές στην ηλικία, το φύλο, τους καρδιαγγειακούς παράγοντες κινδύνου (όπως τα κάπνισμα, η υπέρταση και η υπερλιπιδαιμία), και την HbA1c, μεταξύ των ασθενών με ΔΠ και χωρίς ΔΠ (ΧΔΠ) (P=NS για όλα). Ωστόσο, οι ασθενείς με ΔΠ είχαν σημαντικά αυξημένη διάρκεια ΣΔ-2 σε σύγκριση με αυτούς ΧΔΠ (19.5±1.1 vs. 12.0±0.6 years, P=0.001). Όπως αναμέναμε, οι ασθενείς με ΣΔ-2 είχαν χαμηλότερο FMD και αυξημένο PWV και AΙx σε σύγκριση με τους υγιείς μάρτυρες, ενώ οι ασθενείς με ΔΠ βρέθηκαν περισσότερο επιβαρυμένοι αναφορικά με την ενδοθηλιακή λειτουργία και την αρτηριακή σκληρία, μεταξύ των ασθενών με ΣΔ-2. Η σταδιοποίηση του ΔΠ (σύμφωνα με το σύστημα ταξινόμησης του διαβητικού τραύματος του Πανεπιστημίου του Texas) σχετίσθηκε στατιστικά σημαντικά με τις τιμές των log [FMD] (ρ=-0.165, P=0.006), AIx (ρ=0.200, P<0.05), και log [PWV] (ρ=0.234, P<0.05). Επιπλέον, η διάρκεια του ΣΔ-2 είχε έντονα θετική συσχέτιση με τους δείκτες PWV και AIx αλλά μόνο μέτρια με το FMD, ενώ η τιμή log [HbA1c%] δεν συσχετίσθηκε με τα FMD, PWV ή AIx (P=NS για όλα). Δεν υπήρχαν στατιστικά σημαντικές διαφορές στα επίπεδα των CRP και IL-6 μεταξύ των ασθενών με ΔΠ και ΧΔΠ. Σε πολυπαραγοντική ανάλυση, τα FMD και AIx παρέμειναν ανεξάρτητοι προγνωστικοί δείκτες για το ΔΠ (R2 for the model: 0.167, P=0.005). Όσον αφορά τον καθορισμό των γονοτύπων στους διαβητικούς ασθενείς, βρέθηκε ότι οι 786CC ομοζυγώτες είχαν σημαντικά υψηλότερα επίπεδα του παράγοντα VEGF σε σχέση με τους 786CT και 786TT γονοτύπους (CT/TT: 383.3 ± 43.6 pg/mL vs. CC:586.5±91.8pg/mL, p<0.05). Παρομοίως, οι 894TT ομοζυγώτες είχαν υψηλότερα επίπεδα του παράγοντα VEGF σε σχέση με τους άλλους γονοτύπους (624.9 ± 145.2 vs. 390.6 ± 40.0, respectively, p<0.05). Με τη χρήση ενός επιπρόσθετου μοντέλου γενετικού κινδύνου, οι φορείς των αλληλόμορφων 894T και 786C σχετίσθηκαν με αυξημένο κίνδυνο εξέλιξης της μικροαγγειοπάθειας [για 894T: OR=2.753 (95%CI:1.146-6.615), p< 0.05 και για 786C: 3.137 (95%CI:1.281-7.686), p< 0.05]. Η ταυτόχρονη παρουσία και των δύο αλληλομόρφων προσδίδει ένα πρόσθετο κίνδυνο για εξέλιξη της μικροαγγειοπάθειας [OR=4.740 (95%CI:1.582-14.204), p=0.005], ανεξάρτητα από την ηλικία, το φύλο και τον δείκτη μάζας σώματος (BMI).Συμπεράσματα: Στη μελέτη μας, το ΔΠ σε ασθενείς με ΣΔ-2 συσχετίσθηκε για πρώτη φορά με την ενδοθηλιακή δυσλειτουργία και την αυξημένη αρτηριακή σκληρία. Παρατηρήθηκε ότι η ενδοθηλιακή δυσλειτουργία συμβαίνει στα αρχικά στάδια της νόσου, ενώ η μείωση της ελαστικότητας των αγγείων αποτελεί προοδευτική διαδικασία σε ασθενείς με ΣΔ-2. Τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι η αρτηριακή σκληρία αυξάνεται ανάλογα με τη διάρκεια του ΣΔ-2 (ανεξάρτητα από το γλυκαιμικό έλεγχο), γεγονός που καταδεικνύει προοδευτικά αυξανόμενη αγγειακή δυσκαμψία, ισχυρά σχετιζόμενη με την εκδήλωση ΔΠ. Επιπλέον, οι δείκτες FMD και AIx αναδείχτηκαν ως ανεξάρτητοι προγνωστικοί δείκτες της εκδήλωσης ΔΠ σε ασθενείς με ΣΔ-2. Απαιτούνται ωστόσο περαιτέρω έρευνες για να διευκρινιστεί εάν αυτοί οι ευρέως χρησιμοποιούμενοι δείκτες αγγειακής λειτουργίας θα μπορούσαν να έχουν ρόλο ως εργαλεία διαλογής για τη διαστρωμάτωση κινδύνου των ασθενών με ΣΔ-2. Τέλος, καταδείξαμε ότι η γενετική μεταβλητότητα του γονιδίου της eNOS συσχετίζεται ανεξάρτητα με την ανάπτυξη νέου ΔΠ, νέας ΔΑ ή έκπτωσης της νεφρικής λειτουργίας, σε χρονικό ορίζοντα 30 μηνών, σε ασθενείς με ΣΔ-2. Η εξαχθείσα αυτή αλληλεπίδραση μεταξύ της γενετικής ποικιλομορφίας του eNOS γονιδίου και της εξέλιξης της διαβητικής μικροαγγειοπάθειας, πιθανότατα μέσω επίδρασης αγγειογενετικών μηχανισμών, χρήζει περαιτέρω διερεύνησης.

Improved Vibration-Model-Based Analysis for Estimation of Arterial Parameters From Noninvasively Measured Arterial Pulse Signals

2020 ◽  
Author(s):  
Md Mahfuzur Rahman ◽  
Najmin Ara Sultana ◽  
Linda Vahala ◽  
Leryn Reynolds ◽  
Zhili Hao
Keyword(s):  
Arterial Wall ◽  
Pulse Wave ◽  
Pulse Signal ◽  
Arterial Pulse ◽  
Post Exercise ◽  
First Order ◽  
Model Based ◽  
Vibration Model ◽  
Key Features ◽  
Model Based Analysis

Abstract With the goal of achieving consistence in interpretation of an arterial pulse signal between its vibration model and its hemodynamic relations and improving its physiological implications in our previous study, this paper presents an improved vibration-model-based analysis for estimation of arterial parameters: elasticity (E), viscosity (η), and radius (r0) at diastolic blood pressure (DBP) of the arterial wall, from a noninvasively measured arterial pulse signal. The arterial wall is modeled as a unit-mass vibration model, and its spring stiffness (K) and damping coefficient (D) are related to arterial parameters. Key features of a measured pulse signal and its first-order and second-order derivatives are utilized to estimate the values of K and D. These key features are then utilized in hemodynamic relations, where their interpretation is consistent with the vibration model, to estimate the value of r0 from K and D. Consequently, E, η, and pulse wave velocity (PWV) are also estimated from K and D. The improved vibration-model-based analysis was conducted on pulse signals of a few healthy subjects measured under two conditions: at-rest and immediately post-exercise. With E, r0, and PWV at-rest as baseline, their changes immediately post-exercise were found to be consistent with the related findings in the literature. Thus, this improved vibration-model-based analysis is validated and contributes to estimation of arterial parameters with better physiological implications, as compared with its previous counterpart.

An Integrated I2C Sensor Network for Transcatheter Heart Valves

2020 ◽  
Author(s):  
Thomas W. Secord ◽  
Lucas J. Koerner ◽  
Robert J. Kopas
Keyword(s):  
Pulse Wave Velocity ◽  
Sensor Network ◽  
Wave Velocity ◽  
Pulse Wave ◽  
Severe Aortic Stenosis ◽  
Blood Oxygenation ◽  
Circuit Board ◽  
Measurement Unit ◽  
Propagation Time ◽  
Arterial Blood

Abstract Transcathether aortic heart valve replacement (TAVR) is a widespread approach to treating patients with severe aortic stenosis. A TAVR implant is ideally positioned to access numerous clinically relevant signals including arterial blood pressure, pulse wave velocity, electrocardiogram (ECG), patient motion, heart rate, respiration, and blood oxygenation. Unlike medical devices such as pacemakers, TAVR implants are purely mechanical structures with no sensing capabilities. In this work, we address this unmet clinical need by incorporating an Inter-Integrated Circuit (I2C) sensor network within a TAVR stent frame and designing sensor modules that can physically connect to the network at various landing zones. To illustrate this approach, we designed and built a sensor circuit board populated with a commercial inertial measurement unit (IMU) that can detect clinically useful metrics including pulse wave velocity at the aortic root. We use two spatially separated accelerometers to measure pulse wave propagation time with a standard deviation of 140 μs, which translates to an uncertainty of the pulse wave velocity of ±0.2 m/s. The sensor modules connect to a customized stent frame containing the necessary I2C conductors. Our data suggest that a fully instrumented TAVR paradigm is feasible using this frame design and modular sensor approach.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document