Wykrywanie choroby tętnic obwodowych za pomocą pulsu

Cel szczegółowy 1: Określenie, czy segmentowe czasy przybycia fali tętna mogą przewidywać chorobę tętnic obwodowych kończyn dolnych ocenianą za pomocą wskaźnika kostka-ramię i 6-minutowego testu marszu.

Cel szczegółowy 2: Określenie wpływu wieku na segmentowe czasy przybycia fali tętna.

Po procesie świadomej zgody zostaną ocenione pomiary opisowe. Pomiary opisowe obejmują wzrost, masę ciała, skład ciała, wiek i płeć. Wzrost i masa ciała będą oceniane odpowiednio za pomocą standardowego wzrostomierza i wagi. Skład ciała będzie oceniany nieinwazyjnie za pomocą analizy bioimpedancji elektrycznej (przenośny skaner Omron HBF-306C, OMRON Healthcare, Kioto, Japonia). Urządzenia do bioimpedancji elektrycznej wysyłają niewielki prąd elektryczny przez ciało i szacują procent tkanki tłuszczowej na podstawie impedancji przepływu elektrycznego przez segmenty ciała. Nasze urządzenie do bioimpedancji elektrycznej tworzy obwód między dłońmi i stopami badanego w celu oszacowania procentu tkanki tłuszczowej. Prąd elektryczny używany w urządzeniach do bioimpedancji elektrycznej jest bardzo mały i nie jest odczuwalny przez uczestnika. Badani będą również samodzielnie zgłaszać swoje leki i historię zdrowia.

Po ocenie pomiarów opisowych badani będą odpoczywać w pozycji leżącej przez 20 minut. Po 20 minutach odpoczynku u badanych zostanie oceniony wskaźnik kostka-ramię (ABI) lub segmentowe czasy przybycia fali tętna (PAT). Po 10-minutowym okresie odpoczynku zostanie oceniony drugi pomiar (ABI lub PAT). Kolejność wykonywania ABI i PAT będzie losowana, a wszyscy badani będą mieli ocenione ABI i PAT.

1a) Ocena PAT za pomocą urządzenia badawczego: Badani zostaną wyposażeni w urządzenie badawcze składające się z zestawu czterech czujników fotopletyzmografii (PPG) i jednego 3-odprowadzeniowego czujnika elektrokardiogramu (EKG). Elektrokardiogram jest nieinwazyjną techniką używaną do monitorowania dipoli elektrycznych generowanych przez potencjały błonowe w obrębie mięśnia sercowego i układów przewodzenia elektrycznego serca. PPG jest nieinwazyjną techniką oceny zawartości hemoglobiny w mikrokrążeniu skóry. Nasze czujniki PPG są nakładane powierzchownie na skórę i emitują ciągłe światło zielone o stałym natężeniu w skórę (580 nm). Zielone światło jest absorbowane przez hemoglobinę. Dlatego zgodnie z zmodyfikowaną zasadą Beera-Lamberta ilość światła odbitego z powrotem do jednostki PPG daje wskaźnik zawartości hemoglobiny w mikrokrążeniu. Czujniki PPG i EKG są zintegrowane z mikrokontrolerem (małym komputerem), który odczytuje napięcia czujników i wyświetla dane w czasie rzeczywistym w niestandardowym oprogramowaniu komputerowym. Każdy czujnik PPG będzie miał przyczepiony bezpieczny dla skóry dwustronny klej do obudowy czujnika. Dwa czujniki PPG zostaną przyklejone do obu środkowych palców po stronie dłoniowej rąk. Dwa czujniki PPG zostaną przyklejone do strony podeszwowej obu dużych palców stóp. Razem będzie jeden czujnik PPG na rękę i jeden czujnik PPG na stopę. Czujnik EKG zostanie zastosowany w celu utworzenia odprowadzeń kończynowych: jedna elektroda na nadgarstku po stronie brzusznej przedramienia i jedna elektroda na bezwłosej części lewej nogi. Jeśli za pomocą odprowadzeń kończynowych nie uzyska się odpowiedniego sygnału EKG, wówczas zostaną wykorzystane odprowadzenia przedsercowe. W tej konfiguracji elektrody zostaną umieszczone poniżej lewego i prawego obojczyka oraz przyśrodkowo do barków, a jedna elektroda zostanie umieszczona na lewej bocznej części klatki piersiowej w pobliżu koniuszka serca. Po umieszczeniu wszystkich czujników badany będzie odpoczywał przez 15 minut w pozycji leżącej, a wszystkie sygnały będą rejestrowane w sposób ciągły. PAT będzie obliczany dla każdej ręki i każdej nogi jako różnica czasu między pojawieniem się załamka R w sygnale EKG a pojawieniem się fali tętna w dystalnych sygnałach PPG. Wszystkie cztery wartości PAT zostaną wykorzystane do opracowania złożonego wyniku w celu oszacowania obecności PAD kończyn dolnych. Asymetria nóg będzie oceniana za pomocą stosunku PAT z lewej i prawej nogi. Spowolnienie fali tętna pośredniczone przez blaszkę miażdżycową będzie oceniane jako stosunek PAT w ramionach w porównaniu z nogami. Iloczyn tych stosunków tworzy złożony wynik do wykrywania PAD kończyn dolnych, który jest wrażliwy zarówno na 1) asymetrię PAT w nogach (może wskazywać na jednostronny PAD kończyn dolnych), jak i 2) dłuższe PAT w nogach w porównaniu z ramionami (może wskazywać na obecność PAD kończyn dolnych).

1b) Obrazowanie termiczne: Bezpośrednio przed założeniem i bezpośrednio po zdjęciu czujników PPG zostanie użyta kamera termowizyjna (FLIR T540) do wykonania obrazu termicznego skóry, na której czujniki PPG będą/ były zastosowane. Celem użycia kamery termicznej jest udokumentowanie lokalnej temperatury skóry przed i po użyciu urządzenia badawczego. Kamera termiczna automatycznie wybierze najcieplejszy obszar obrazu i udokumentuje temperaturę. Warto zaznaczyć, że kamera termowizyjna będzie przybliżona na palcach rąk i stóp, gdzie znajdowały się czujniki PPG, a żadne identyfikowalne części ciała (np. twarz) lub skupiska części ciała (np. oddalone obrazy) nie będą uwzględnione na obrazach termicznych. Dlatego ryzyko identyfikacji badanych za pomocą obrazów termicznych zostanie zminimalizowane.

2) Ocena ABI: ABI będzie oceniany zgodnie z aktualnymi wytycznymi ustalonymi przez American Heart Association i American College of Cardiology. Ciśnienie krwi będzie oceniane w obu nogach i w obu ramionach. We wszystkich ocenach ciśnienia krwi mankiet do pomiaru ciśnienia krwi będzie ręcznie napompowany do ciśnienia nadskurczowego. Podczas powolnego ręcznego opuszczania mankietu ultrasonograf dopplerowski (nieinwazyjny) zostanie użyty do nasłuchiwania pierwszego tonu Korotkowa, który jest skurczowym ciśnieniem krwi. Korzystając z tej procedury, skurczowe ciśnienie krwi zostanie określone dla zarówno tętnicy grzbietowej stopy, jak i tętnicy piszczelowej tylnej dla obu nóg. Ponadto skurczowe ciśnienie krwi będzie oceniane w tętnicach ramiennych obu ramion. ABI będzie określany jako stosunek wyższego skurczowego ciśnienia krwi w nogach podzielonego przez wyższe skurczowe ciśnienie krwi w ramionach.

3) 6-minutowy test marszu: Po ocenach ABI i PAT badani będą uczestniczyć w 6-minutowym teście marszu w celu obiektywnego określenia zdolności wysiłkowej. Dwa pachołki zostaną rozstawione w odległości 30 m na prostej i płaskiej ścieżce. Badani otrzymają instrukcję, aby chodzić tam i z powrotem między pachołkami tak szybko, jak tylko mogą, przez 6 minut, aby osiągnąć jak najdalszy dystans. Badani będą mogli odpoczywać podczas testu, ale czas stopera nie będzie zatrzymywany. Wszystkie elementy testu zostaną jasno wyjaśnione przed wykonaniem testu. Zrozumienie celów testu zostanie potwierdzone przed rozpoczęciem testu. Przed wykonaniem 6-minutowego testu marszu ciśnienie krwi, tętno i ocena postrzeganego wysiłku (RPE) będą rejestrowane w pozycji siedzącej. Ponadto ciśnienie krwi, tętno i RPE będą rejestrowane z badaniem w pozycji siedzącej bezpośrednio po wysiłku i co 5 minut później, aż do ponownego ustalenia przedwysiłkowego tętna i ciśnienia krwi (w granicach +/-5 uderzeń i +/-5 mmHg) zgodnie z wytycznymi American College of Sports Medicine.

Oczekiwany czas trwania badania wynosi ~2 godziny i nie będzie wizyty kontrolnej.