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TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Untersuchung von Möglichkeiten zur Messung der peripheren Pulswellengeschwindigkeit als Alternative zur Messung des Knöchel- Arm-Indexes

Betreuer: Tina Karczewski, Dr.-Ing. W. Roßdeutscher

Bearbeiter:
Arne Tarara
Abnahme der Pulswellengeschwindigkeit zwischen Oberarm und Oberschenkel
Lupe

Einführung
Ziel der Arbeit ist die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen dem Knöchel-Arm-Index (ABI) und der Pulswellengeschwindigkeit (PWG). Hierbei wird die PWG an verschiedenen Messorten am Körper abgenommen, algorithmisch ausgewertet und in Bezug zum ABI mittels Goldstandard (Doppler), oszillometrisch gemessenem ABI und einem PWG-Referenzsystem gesetzt.
Material und Methode

Die PWG wurden zwischen fünf Messorten ermittelt: Oberschenkel, Oberarm, Knöchel, Finger und Zeh. Die Pulswelle wurde zum einem mittels eines plethysmographischen Sensors aufgezeichnet, wie auch mittels einer Druckaufnehmer-Schaltung der Fa. PAR, angeschlossen an ein PhysioQuant Langzeitblutdruck-System. Hieraus wurde die Transitzeit mitttels zweier Algorithmen, dem Maximum der Amplitude der zweiten Ableitung und der Bestimmung der Nullstelle der ersten Ableitung, zur Fußpunktbestimmung der Pulswelle ermittelt. Zur Berechnung der arteriellen Distanz wurde sowohl eine direkte Hautdistanz, als auch eine empirische Körperhöhen-Formel genutzt. Die ABI Messungen wurden ebenfalls mit dem PhysioQuant System generiert sowie mittels einer dopplersonographischen Messung in Zusammenarbeit mit dem Klinikum Vivantes (Berlin). Für die Untersuchungen wurden 13 Patienten mit der Diagnose pAVK untersucht und 8 Referenzpersonen ohne pathologischen Befund.
Ergebnisse
Die ABI Werte der oszillometrischen Messung und des Goldstandards haben eine Korrelation von 0,601 bei einer absoluten Abweichung von 0,338 +/- 0,22 (σ). Die Werte der PWG zeigen Unterschiede von über 50% zu vergleichbaren Werten aus der Literatur. Der Vergleich der PWG Werte mit den ABI Werten des Goldstandards zeigt eine Korrelation von 0,12.
Diskussion
Die gewählte oszillometrische Messmethode und die Druckaufnehmer-Schaltung ermöglichen eine Messung der PWG. Die ermittelten Pulswellengeschwindigkeiten zeigen jedoch im Vergleich zum ABI keine Korrelation und weisen eine absolute Abweichung auf, welche zu einem falschen Rückschluss in der Diagnose führt. Obwohl prinzipiell möglich und vor allem aufgrund seiner Vertrautheit beim Patienten interessant, ist das System für die klinische Praxis in dieser Form nicht nutzbar und bedarf weiterer Anpassung sowohl in der Methodik als auch beim Messaufbau.

Examination of ways to measure the peripheral pulse wave velocity as an alternative to the ankle-brachial index

Introduction
Aim of this work is to investigate the relationship between the ankle-brachial index (ABI) and the pulse wave velocity (PWV). Here, the pulse wave signal is taken at different places on the body, then measured, analyzed and algorithmically evaluated. Results are compared with the ABI via gold standard (Doppler), an oscillometrically measured ABI and a PWV reference system.
Methods
The PWV was measured between five locations: thigh, upper arm, ankle, finger and toe.
The pulse wave was recorded with a plethysmographic sensor, a pressure sensor circuit made by PAR Medizintechnik GmbH and a PhysioQuant long-term blood pressure system. Transit time between the foot-of-the-wave was derived using two algorithms: amplitude maximum of the 2nd derivative and the zero of the 1st derivative. To calculate the arterial distance both direct skin distance and an empirical body height formula was used. The ABI measurements were also generated with the PhysioQuant system and using a Doppler ultrasound measuremen in collaboration with the Hospital Vivantes (Berlin). For the investigations, 13 patients were examined with a diagnosis of PAD and 8 reference persons without pathological findings.
Results
The oscillometric ABI values have a correlation of 0.601 with an absolute deviation of 0.338 +/- 0.22 (σ) compared to the gold standard. The PWV values show differences >50% at comparable values from the literature. PWV and ABI values show a correlation of 0.12.
Conclusion
The oscillometric method via the pressure sensor circuit allows measurement of the PWV. However, the pulse wave velocities determined in comparison with the ABI show no correlation and have an absolute deviation which leads to an incorrect inference in the diagnosis. Although generally possible, the system in its present setup is not suitable for use in clinical practice. Further adjustment in both the methodology and the measurement setup are needed.

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