In-human validering av en teknikk for måling av sentral aorta hemodynamikk med perifere arterielle bølgeformer

Sentralt aortablodtrykk (BP) og flyt er generelt mer informativt om hjertedynamikk og global sirkulasjon sammenlignet med kardiovaskulære parametere målt i periferien [1,2]. Imidlertid har deres kliniske virkning vært begrenset på grunn av betydelig klinisk risiko og betydelige kostnader forbundet med målingene. Perifere arterielle BP-er oppnås enkelt ikke-invasivt, men de kan ikke tjene som direkte erstatninger for sentral aorta-BP på grunn av forvrengningen av arteriell BP-bølgeform forårsaket av trykkbølgeutbredelse og refleksjon. Nylig har to innovative modellbaserte metoder, "Individualized Transfer Functions (ITF)," blitt utviklet av Dr. Hahn for å estimere sentral aorta BP-bølgeform ved å bruke målinger av perifere BP-bølgeform(er) [3-6]. Disse teknikkene har blitt validert i dyre- og simulerte mennesker. Målet med det foreslåtte forskningsprosjektet er å 1) undersøke gjennomførbarheten og gyldigheten av disse innovative metodene i mennesker, og 2) sammenligne ytelsen til disse metodene med direkte perifer BP og eksisterende ikke-individualiserte (NITF) metoder.

Det foreslåtte forskningsprosjektet består av to hoveddeler: 1) innsamling av sentrale aorta- og perifere BP-data, og 2) evaluering av ITF-metoder ved bruk av disse dataene. BP-data vil bli samlet inn fra pasienter som allerede gjennomgår prosedyrer med kardiopulmonal bypass. Sentral aorta, radial og femoral BP-bølgeformer vil bli registrert samtidig. En ikke-invasiv finger BP-bølgeform vil også bli registrert. Paret med radial-femoral eller finger-femoral BP-registreringer vil bli analysert av to-måls ITF [3-5] for å estimere individuell spesifikk sentral aorta BP-bølgeform. I tillegg vil radial- eller finger-BP-registrering bli analysert av enkeltmålings-ITF [6] for å estimere individuell spesifikk sentral aorta-BP-bølgeform. Gjennomførbarheten og validiteten til metodene hos mennesker vil bli vurdert ved å sammenligne de estimerte sentrale aorta-BP-bølgeformene med de målte sentrale aorta-BP-bølgeformene. Dens relative ytelse med hensyn til direkte perifer BP og eksisterende NITF-metoder vil bli analysert ved å sammenligne forskjellen mellom målte sentrale aorta-BP-bølgeformer versus ITF-avledede sentrale aorta-BP-bølgeformer med de mellom målte sentrale aorta- versus direkte perifere og NITF-avledede sentrale aorta-BP-bølgeformer.

Kardiovaskulær sykdom står for 1/3 av alle dødsfall og mer enn $22 milliarder helserelaterte kostnader i Canada hvert år [7]. Det foreslåtte forskningsprosjektet vil gi betydelige bidrag til å forbedre klinisk omsorg gjennom bruk av ITF i deteksjon og diagnostikk av hjerte- og karsykdommer. Faktisk er det foreslåtte forskningsprosjektet et viktig første skritt mot vårt langsiktige forskningsmål om ikke-invasiv diagnostikk av hjerte- og karsykdommer. Suksessen til det foreslåtte forskningsprosjektet vil være en milepæl for å demonstrere at ITF kan tjene som minimalt invasiv og/eller ikke-invasiv tilnærming hvis individuelt estimerte sentrale aorta BP-bølgeform og kardiovaskulære systemmodell kan utnyttes for deteksjon og diagnostikk av en rekke kardiovaskulære sykdom, f.eks. svekkelse av aortaklaff og perifer arteriell sykdom, i kraft av diagnostisk relevante helse- og sykdomstilstander i sentrale og perifere arterielle kar som ITF kan levere.