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Pulswellenanalyse (Englisch: Pulswellenanalyse, PWA) ist eine Technik in der Medizin, die die Form der Pulswelle (Blutdruckwelle) beurteilt. Aus einer peripheren Aufzeichnung der Pulswelle (Oberarm, Handgelenk oder Finger) wird die zentrale Pulswelle (im große Körperarterie) verfolgt werden.^[1][2] Einige Ableitungen hämodynamische Parameter von der zentralen Pulswelle wurden mit einem erhöhten Risiko für Herz- und Gefäßerkrankungen.^{[3][4][5][6][7]}Da die Technik der PWA noch nicht weit verbreitet ist und es noch keinen Konsens über die Cut-Off-Werte gibt, sind diese Parameter in den Leitlinien für kardiovaskuläres Risikomanagement noch nicht als Standardversorgung empfohlen.^[6][8][9]

Geschichte

Mareys Sphygmograph

Das Fühlen des Pulses wird seit der Antike mit dem Arzt identifiziert. Im Jahr 1827. gegründet Richard Bright die diagnose Hypertonie schon auf der "Härtedes Pulses und die Kraft, die zum Stoppen des Pulses erforderlich ist.^[10] Später waren von Etienne-Jules Marey^[11] und Frederick Akbar Mahomed^[12] Techniken entwickelt, um den Puls grafisch zu registrieren (Sphygmographie). Allerdings war die Nutzung umständlich und wurde durch die Blutdruckmessgerät von Scipione Riva-Rocci^[13] und Nikolai Korotkovy^[14]. Bestimmung der oberer Druck (systolischer Blutdruck) und der Unterdruck (Diastolischer Blutdruck) war einfacher und könnte mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht werden Veranstaltungen.^[15] Später wird die Pulsdruck als Risikofaktor anerkannt.^{[16][17][18][19][20][21][22][23]} Im 20. Jahrhundert wurde viel darüber diskutiert, welcher dieser drei Parameter zur Abschätzung des Risikos von Herz- und Gefäßerkrankungen. Im Jahr 2015 wird der obere Druck bevorzugt.^[6][8][9] Ende des 20. und Anfang des 21. Jahrhunderts wurden neue Techniken entwickelt, die eine viel genauere Registrierung der Pulswelle ermöglichen als der Sphygmograph von Marey und Mahomed. Somit ist es möglich geworden, die zentrale Pulswelle aus der peripheren Registrierung der Pulswelle zu rekonstruieren.^[1] Die zentrale systolische Blutdruck und die zentrale Pulsdruck wurden besser korreliert mit Herz- und Gefäßerkrankungen als ihre periphere Variante.^[5][7]

Physiologische Aspekte der Pulswelle

Pulswellenverstärkung

Durch Kontraktion des Herzens wird neben einer Blutmenge (Schlagvolumen) auch eine Pulswelle (Pulswelle) in die Fässer geschickt. Diese Pulswelle kann als Blutdruckwelle aufgezeichnet werden (Druckwelle) oder eine Blutstromwelle (Strömungswelle). In den meisten Fällen wird die Druckwelle (nur) für PWA verwendet. Deshalb wird der Begriff Pulswelle oft gleichbedeutend mit dem Begriff Blutdruckwelle gesehen. Die Pulswelle unterliegt Nachhalleffekten, die die Anfangswelle konstruktiv oder destruktiv beeinflussen können. Große Wellenreflexionen sind vor allem an Verzweigungen oder Verengungen der Gefäße zu sehen. Eine allmähliche Reflexion tritt auch aufgrund der Abnahme des Gefäßdurchmessers auf (sich verjüngend). Die Anfangswelle bewegt sich in Richtung Peripherie (Vorwärtswelle, Vorwärtswelle). Die reflektierten Wellen verhalten sich wie eine einzelne Welle, die sich zum Herzen bewegt (Rückwärtswelle, Rückwärtswelle). Reflexionen der Druckwelle sind positiv, aber Reflexionen der Flusswelle sind negativ. Dies verursacht die zusammengesetzten Wellen von waves Druck und fließen voneinander unterscheiden. Die zusammengesetzten Wellen können gemessen werden (Gemessene Welle). Als die Druckwelle und Flusswelle gleichzeitig gemessen wird, kann die Vorwärts- und Rückwärtswelle unterschieden werden (Wellentrennungsanalyse, Wellentrennungsanalyse, WSA). Denn normalerweise nur die Druckwelle gemessen wird, wurden Methoden entwickelt, die auf der Druckwelle schätzen auch die Flusswelle (Triangulation). Dies ist vorerst eine ziemlich grobe Näherung und bei der Interpretation der Ergebnisse ist Vorsicht geboten. Bei WSA ist die Rückkehrzeit (Zeit zurück drehen, RT) und die Reflexionsgröße (Reflexionsstärke, RM) bestimmt. Diese Parameter haben großen Einfluss auf die Wellenform. Je weiter vom Herzen entfernt gemessen wird, nimmt die RT ab und die RM zu. Dies stellt sicher, dass die oberer Druck, und damit auch die Pulsdruck, zur Peripherie hin ansteigend. Dieses Phänomen wird Pulswellenverstärkung (Pulswellenverstärkung) erwähnt. Besonders bei flexiblen Gefäßen, wie bei jungen Menschen, ergibt dies einen großen Unterschied zwischen dem zentralen und dem peripheren systolischer Blutdruck (und Pulsdruck). Bei älteren Menschen mit steifen Gefäßen ist dieser Effekt nur gering. Der mittlere arterielle Blutdruck (Mittlerer arterieller Druck, MAP) und der Unterdruck (Diastolischer Blutdruck) zur Peripherie hin leicht abnehmen.^{[1][2][24][25]}

Methoden

Die invasive Pulswellenbestimmung ist die Goldener Standard. Drücken Sie und fließen genau registriert werden kann. Für die tägliche Praxis wurden nicht-invasive Methoden entwickelt, die auf die invasive Methode kalibriert werden müssen. Druckmessungen werden mit einem Blutdruckmessgerät durchgeführt. Die Wellenform des Druckwelle kann bestimmt werden mit Okklusive Applanationstonometrie oder mit einem oszillometrischen Blutdruckmessgerät. Die Wellenform des Flusswelle kann gemacht werden mit Echodoppler bestimmt oder geschätzt werden aus den Druckwelle. Verwenden von Fourier-Analyse kann eine Übertragungsfunktion (Übertragungsfunktion, TF), die die periphere Wellenform in die zentrale Wellenform umwandeln können.^[26] Der Vergleich mit der invasiven Registrierung der Zentralwelle ergibt eine Übereinstimmung des Ergebnisses von über 90%.^[27][28][29]

Abgeleitete Parameter

Die meisten automatischen Blutdruckmessgeräte geben heutzutage (2015) bereits einiges ab hämodynamische Parameter der peripheren PWA (systolischer Armblutdruck, diastolischer Armblutdruck, mittlerer arterieller Druck und Herzfrequenz). Aus der zentralen Pulswelle lassen sich mehrere Parameter ableiten, die mit dem Risiko von Herz- und Gefäßerkrankungen oder für die physiologische Forschung von Interesse sind. Einige relevante Parameter werden im Folgenden erläutert.

Zentraler Blutdruck

Bestimmung des Augmentationsindex aus der zentralen Pulswelle.

die zentrale Blutdruck zeigt normalerweise den Blutdruck zu Beginn des Aorta. Dieser kann sich insbesondere bei flexiblen Gefäßen stark vom peripheren (Arm-) Blutdruck unterscheiden. Es ist der zentrale Blutdruck, der von den lebenswichtigen Organen (Herz, Gehirn, Nieren) und den großen Gefäßen „gefühlt“ wird.^[3] Mehrere Studien haben gezeigt, dass der zentrale systolische Blutdruck ein besserer Prädiktor für Herz- und Gefäßerkrankungen als der systolische Blutdruck. Der prädiktive Nutzen scheint jedoch gering zu sein und nimmt mit zunehmendem Alter der Patientengruppe ab. Auch die zentrale Pulsdruck (Pulsdruck, PP) scheint ein besserer Prädiktor zu sein als die periphere Pulsdruck.^[4]

Vergrößerungsindex

Das Vergrößerungsindex (Vergrößerungsindex, AIx) ist ein Maß für die Verstärkung der Vorwärtswelle durch die Rückwärtswelle. Der Augmentationsdruck ist die Differenz zwischen der Höhe des zweiten Peaks und der Höhe des ersten Peaks in der Pulswelle. Der AIx ist der Augmentationsdruck (Augmentationsdruck, AP) geteilt durch Pulsdruck (Pulsdruck, PP) und wird normalerweise in Prozent angegeben.^[1]

${displaystyle mathrm {AIx} =100/ ot {dfrac {mathrm {AP} }{mathrm {PP} }}}$

Der AIx ist ein Prädiktor für Herz- und Gefäßerkrankungen wegen der verbindung mit Gefäßsteifigkeit. Da es weitere Variablen gibt, die den AIx beeinflussen (u. a. Größe, Alter, Geschlecht, Herzfrequenz, Blutdruck), wird er im Rahmen von . nicht als unabhängiger Wert verwendet kardiovaskuläres Risikomanagement.^[30] Es kann kombiniert werden mit dem Pulswellengeschwindigkeit der Aorta geben zusätzliche Informationen über den Beitrag von Gefäßsteifigkeit zu den Reflexionseffekten der Pulswelle.^[4]

Reflexionsgröße

Die Reflexionsgröße (Reflexionsstärke, RM) ist ebenso wie AIx von der Wellenreflexion abhängig. Der AIx hängt jedoch auch von der Rückkehrzeit ab (siehe unten) und der RM nicht. Der RM ist der Amplitude der Rückwärtswelle ${displaystyle |P_{ ext{max,aw}}|}$ geteilt durch die Amplitude der Vorwärtswelle ${Anzeigestil |P_{ ext{max,vw}}|}$.^[1]

${displaystyle mathrm {RM} ={dfrac {|P_{ ext{max,aw}}|}{|P_{ext{max,vw}}|}}}$

Die meisten im Umlauf befindlichen Geräte verwenden eine grobe Schätzung der Flusswelle. Die Ergebnisse des RM sind dann mit großer Vorsicht zu interpretieren. In der wissenschaftlichen Forschung ist eine direkte Bestimmung der Flusswelle getan. Verwenden von Fourier-Analyse der RM (sowohl im Frequenzbereich als auch im Zeitbereich) kann dann zuverlässig abgeleitet werden.^[30]

Zeit zurück drehen

Die Rückgabezeit (Zeit zurück drehen, RT) der Pulswelle ist die Zeitdifferenz zwischen dem Beginn der Vorwärtswelle und dem Beginn der Rückwärtswelle. Ohne direkte Bestimmung der Flusswelle Es ist sehr schwierig, die RT abzuschätzen. Wird oft verwendet Wendepunkt wenn es Schulterpunkt der Druckwelle. In der Vergangenheit wurden diese Punkte nach Augenmaß geschätzt. Heute werden automatische Algorithmen durchgeführt, die Ableitungen der Pulswelle verwenden. Es Wendepunkt ist der Punkt, an dem die zweite Ableitung der Pulswelle die Nulllinie kreuzt. Es Schulterpunkt ist der Punkt, an dem sich die vierte Ableitung der Nulllinie schneidet. Bei der Bestimmung der RT können diese Punkte deutlich voneinander abweichen und oft stimmen beide nicht mit der tatsächlichen RT überein.^[2]

Pulswellengeschwindigkeit

Für eine Schätzung der Pulswellengeschwindigkeit (Pulswellengeschwindigkeit, PWV) im Aorta von PWA wird normalerweise der Schulterpunkt oder der Wendepunkt verwendet, um die RT zu bestimmen. Es wird noch diskutiert, ob es überhaupt möglich ist, die PWV aus PWA zu extrahieren.^[2]

Gesamter peripherer Widerstand

Manchmal wird eine Schätzung aus der PWA der gesamter peripherer Widerstand (Gesamter peripherer Widerstand, TPR). Dies geschieht in der Regel über den exponentiellen Druckabfall (die arterielle Zeitkonstante, RC-Zeit) des diastolischen Teils der Pulswelle im Aorta.^[31][32]

${displaystyle P_{ ext{slide}}(t)=P_{ ext{es}}e^{-t/RC}}$

Dazu gehört P_rutschen für den diastolischen Aortendruck, P_es für den endsystolischen Aortendruck und R für den TPR. Derzeit scheinen Schätzungen des TPR mit P., bestimmt aus PWA und PWV,_rutschen, P_es und C zu rau für den Einsatz innerhalb der kardiovaskuläres Risikomanagement.^[2]

Herzvolumen

Bestimmung der Herzzeitvolumen (Herzzeitvolumen, CO) folgt aus der Bestimmung des TPR und des MAP. Wie beim TPR handelt es sich um eine grobe Schätzung.^[31]

${displaystyle mathrm {CO} ={dfrac {mathrm {MAP} }{mathrm {TPR} }}}$

Hubvolumen

Es Schlagvolumen (Hubvolumen, SV) lässt sich aus dem CO und dem Pulsschlag (Pulsschlag, HR). Aufgrund der groben Abschätzung des TPR (und damit des CO) handelt es sich vorerst auch um eine grobe Näherung.^[31]

${displaystyle mathrm {SV} ={dfrac {mathrm {CO} }{mathrm {HR} }}}$

Bewerbung in der Klinik

Im Jahr 2015 nur der zentrale Blutdruck und in geringerem Maße der Blutdruck Vergrößerungsindex Zugang zur Klinik gefunden. Der zentrale Blutdruck scheint ein besserer Prädiktor für zu sein Herz- und Gefäßerkrankungen als der häufigere Armblutdruck, aber der Nutzen in der Zielpopulation (50 Jahre und älter) ist marginal.^[5][7] Die Messung des zentralen Blutdrucks mittels PWA ist in den europäischen Richtlinien des van Europäische Gesellschaft für Hypertonie (ESH)^[6] und der Europäische Gesellschaft für Kardiologie (ESC)^[6][9] nur empfohlen bei jungen Menschen mit erhöhtem (systolischen) Armblutdruck. Ist der zentrale Blutdruck nicht erhöht, besteht keine Indikation zur Behandlung.