Validierung einer Technik zur Messung der Hämodynamik der zentralen Aorta mit peripheren arteriellen Wellenformen am Menschen

Der zentrale Aorta-Blutdruck (BP) und der Blutfluss geben im Allgemeinen mehr Aufschluss über die Herzdynamik und die globale Zirkulation als kardiovaskuläre Parameter, die in der Peripherie gemessen werden [1,2]. Ihre klinische Wirkung war jedoch aufgrund des erheblichen klinischen Risikos und der mit ihren Messungen verbundenen erheblichen Kosten begrenzt. Periphere arterielle Blutdruckmessungen können leicht nicht-invasiv ermittelt werden, sie können jedoch aufgrund der durch Druckwellenausbreitung und -reflexion verursachten Verzerrung der arteriellen Blutdruckwellenform nicht als direkter Ersatz für den zentralen Aortenblutdruck dienen. Kürzlich wurden von Dr. Hahn zwei innovative modellbasierte Methoden, die „Individualisierten Transferfunktionen (ITF)“, entwickelt, um die Blutdruckkurve in der zentralen Aorta anhand der Messungen der peripheren Blutdruckkurve(n) abzuschätzen [3-6]. Diese Techniken wurden an Tieren und simulierten Menschen validiert. Das Ziel des vorgeschlagenen Forschungsprojekts besteht darin, 1) die Machbarkeit und Gültigkeit dieser innovativen Methoden bei menschlichen Probanden zu untersuchen und 2) die Leistung dieser Methoden mit direktem peripherem Blutdruck und bestehenden nicht-individualisierten (NITF) Methoden zu vergleichen.

Das vorgeschlagene Forschungsprojekt besteht aus zwei Hauptteilen: 1) Sammlung zentraler Aorta- und peripherer Blutdruckdaten und 2) Evaluierung von ITF-Methoden unter Verwendung dieser Daten. Blutdruckdaten werden von Patienten erhoben, die sich bereits Eingriffen mit kardiopulmonalem Bypass unterziehen. Die zentralen Aorten-, Radial- und Femur-Blutdruckwellenformen werden gleichzeitig aufgezeichnet. Eine nicht-invasive Finger-Blutdruckkurve wird ebenfalls aufgezeichnet. Das Paar radial-femoraler oder finger-femoraler Blutdruckaufzeichnungen wird vom ITF mit zwei Messungen [3-5] analysiert, um die individuell spezifische Blutdruckwellenform in der zentralen Aorta abzuschätzen. Darüber hinaus wird die radiale oder Finger-Blutdruckaufzeichnung mit dem Einzelmessungs-ITF [6] analysiert, um die individuell spezifische Blutdruckwellenform in der zentralen Aorta abzuschätzen. Die Durchführbarkeit und Gültigkeit der Methoden bei menschlichen Probanden wird durch Vergleich der geschätzten Blutdruckwellenformen der zentralen Aorta mit den gemessenen Blutdruckwellenformen der zentralen Aorta beurteilt. Seine relative Leistung in Bezug auf den direkten peripheren Blutdruck und vorhandene NITF-Methoden wird analysiert, indem der Unterschied zwischen gemessenen zentralen Aorten- und ITF-abgeleiteten zentralen Aorten-BP-Wellenformen mit denen zwischen gemessenen zentralen Aorten- und direkten peripheren und NITF-abgeleiteten zentralen Aorten-BP-Wellenformen verglichen wird.

Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind in Kanada jedes Jahr für ein Drittel aller Todesfälle und Gesundheitskosten in Höhe von mehr als 22 Milliarden US-Dollar verantwortlich [7]. Das vorgeschlagene Forschungsprojekt wird durch den Einsatz von ITF bei der Erkennung und Diagnostik von Herz-Kreislauf-Erkrankungen einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung der klinischen Versorgung leisten. Tatsächlich ist das vorgeschlagene Forschungsprojekt ein wichtiger erster Schritt in Richtung unseres langfristigen Forschungsziels der nicht-invasiven Diagnostik von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Der Erfolg des vorgeschlagenen Forschungsprojekts wird ein Meilenstein sein, um zu zeigen, dass ITF als minimalinvasiver und/oder nicht-invasiver Ansatz dienen kann, dessen individuell geschätzte Blutdruckwellenform in der zentralen Aorta und das Modell des Herz-Kreislauf-Systems zur Erkennung und Diagnose einer Reihe von Herz-Kreislauf-Erkrankungen genutzt werden können Krankheit, z.B. Beeinträchtigung der Aortenklappe und periphere arterielle Erkrankung aufgrund diagnostisch relevanter Gesundheits- und Krankheitszustände zentraler und peripherer arterieller Gefäße, die ITF liefern kann.