JÄMFÖRELSE MELLAN MANUELL OCH AUTOMATISK MÄTNING AV KÄRLSTELHET OCH ANKEL/ARM-INDEX

Examensarbete Malmö Universitet

Biomedicinsk laboratorievetenskap 15 hp Hälsa och Samhälle

Biomedicinska Analytikerprogrammet 205 06 Malmö

Januari - Mars 2018

JÄMFÖRELSE

MELLAN

MANUELL

OCH

AUTOMATISK

MÄTNING

AV

KÄRLSTELHET

OCH

ANKEL/ARM-INDEX

1

JÄMFÖRELSE

MELLAN

MANUELL

OCH

AUTOMATISK

MÄTNING

AV

KÄRLSTELHET

OCH

ANKEL/ARM-INDEX

MOHAMMED

AL

SAEGH

Al Saegh, M. Jämförelse mellan manuell och automatisk mätning av kärlstelhet och ankel/arm-index. Examensarbete i biomedicinsk laboratorievetenskap, 15

högskolepoäng. Malmö högskola: Fakulteten för hälsa och samhälle, institutionen för

Biomedicinsk vetenskap, 2018.

Kärlstelhet mäts för att identifiera funktionella förändringar av kärlväggen som är bra att upptäcka i förväg innan det utvecklas fler komplikationer gällande hjärt- och kärlsjukdomar. Mätning av pulsvågshastighet med Sphygmocor för mätning av kärlstelhet används idag som ”gold standard” metod men blodtrycksförändringar vid undersökningstillfället påverkar resultatets noggrannhet. Då introducerades en ny utrustning (VaSera) och ekvation som beräknar kardio-ankel vaskulär index (CAVI). Syftet med Vasera är framförallt att vara oberoende av blodtrycket vid

mätningstillfället. Utrustningen har även förmåga att sköta flera steg av proceduren automatiskt, vilket minskar på tiden som krävs för undersökningen. Utrustningen är dock ny och därmed behöver dess tillförlitlighet analyseras. Syftet med denna studie är att jämföra manuella (Sphygmocor) med automatiska (Vasera) mätmetoder genom att analysera korrelationen och överensstämmelsen mellan metoderna. Studien omfattade 138 frivilliga deltagare som genomförde både manuella och automatiska mätningar av kärlstelhet under samma dag. Resultaten av studien visade signifikant korrelation mellan båda mätmetoderna för alla parametrar. Däremot visade Bland-Altmananalyserna en svag överensstämmelse mellan mätmetoderna och det förekom också signifikanta skillnader mellan mätmetoderna (p < 0,001). Slutsatsen av denna studie är att det finns ett samband mellan mätningarna men ingen överensstämmelse mellan metoderna kunde visas. Vidare kompletterande studier kommer att krävas för att bekräfta tillförlitligheten av hos Vasera.

Nyckelord: Kardio-ankel vaskulär index, kärlstelhet, pulsvågshastighet, Sphygmocor,

2

COMPARISON

OF

MANUAL

AND

AUTOMATIC

MEASUREMENTS

OF

ARTERIAL

STIFFNESS

AND

ANKLE/ARM-INDEX

MOHAMMED

AL

SAEGH

Al Saegh, M. Comparison of manual and automatic measurements of arterial stiffness and ankle/arm-index. Degree project in Biomedical Science, 15 Credit Points. Malmö University: Faculty of Health and Society, Department of Biomedical Science, 2018. Arterial stiffness is measured to identify functional changes of the arterial wall, which acts as a good predictor for other complications concerning cardiovascular diseases. Measurements of pulse wave velocity with Sphygmocor for assessment of arterial stiffness is used today as the gold standard method. However, changes in blood pressure during the time of examination affects the accuracy of the results. Therefore, a new device (Vasera) and equation was introduced to calculate the cardio-ankle vascular index (CAVI). The purpose of Vasera is primarily to be independent of blood pressure during the time of measurement. The device also has the ability to complete several steps of the measurement procedures automatically, which reduces the time consumed to complete the examination. However, the device is new and thus needs its reliability analyzed. The purpose of this study is to compare manual

(Sphygmocor) with automatic (Vasera) measurement methods by analyzing the correlation and agreement of them. Of the 148 volunteer participants included in this study, the result showed significant correlation for both methods of measurements for all parameters. However, the Bland-Altman analysis showed a poor agreement between the methods. Furthermore, the differences between the measuring methods were significant (p < 0.001). The conclusion of this study is that there is a correlation between the two methods but the agreement is poor. Further studies will be required to confirm the reliability of Vasera.

Keywords: Arterial stiffness, cardio-ankle vascular index, pulse wave velocity,

3

FÖRORD

Jag vill rikta ett stort tack till min handledare Gerd Östling för vägledning och stöd under arbetets gång samt vill jag tacka Andreas Malmgren och Cecilia Kennbäck som vägledde mig till min handledare. Jag vill även tacka övrig personal och

verksamhetschefen på klinisk forskningsenheten på Skånes Universitetssjukhus i Malmö som gav mig möjligheten att utföra examensarbetet och vara med vid undersökningarna.

4

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

BAKGRUND 5

Kärlstelhet 5

Kärlförträngningar och ankel/arm-index 5

Pulsvågshastighet 6

Kardio-Ankel vaskulär index 7

Syfte 8

MATERIAL OCH METOD 8

Metod 8

Pulsvågshastighet 8

Ankel/arm-index 9

Kardio-Ankel Vaskulär Index 10

Statistik 10 Etik 11 RESULTAT 12 DISKUSSION 15 Metoddiskussion 15 Resultatdiskussion 16 Begränsningar 17 KONKLUSION 17 REFERENSER 188

5

BAKGRUND

Personer som lider av hjärt- och kärlsjukdomar kan ha stela kärl som kan upptäckas med hjälp av non-invasiva undersökningsmetoder. Standard undersökningsmetod för mätning av kärlstelhet är genom att mäta pulsvågshastigheten med Sphygmocor för en individ. Ett nytt automatiserat mätinstrument tillverkades för att underlätta kärlstelhetsmätningar, vilket har benämnts Vasera. Instrumentet inkluderar även ankel/arm-index i sina mätningar och därmed utvärderas även de manuella metoderna för beräkning av ankel/arm-index. Detta mätinstrument studeras idag av många forskare för att validera dess tillförlitlighet.

Vid systoliska fasen pumpar hjärtat blod som flödar genom alla kärl i kroppen. När detta sker genereras också pulsvågor. Varje pulsvåg från hjärtat reflekteras från kärlbifurkationer tillbaka till hjärtat. Hjärtat kan endast fyllas med blod under den diastoliska fasen. Ett hjärta som anses ha bra funktion spenderar mest tid i vila och minst tid för kontraktion. Sjuka kärl kan innebära att hjärtat påverkas på ett

patologiskt sätt såsom belastning på hjärtrummen eller klaffarna, vilket kan leda till att hjärtat spenderar mer tid för kontraktion istället för vila. Detta i sin tur kan leda till att hjärtat bland annat slits, blir sviktande och blodförsörjningen till vävnader och hjärtat försämras. Ett av de patologiska tillstånden kärlen kan utsättas för är kärlstelhet som kan detekteras non-invasivt genom olika metoder [1].

Kärlstelhet

Ökad kärlstelhet anses vara en av de tidigaste upptäckbara fysiologiska och funktionella förändringen i kärlväggen. Kärlens funktion inkluderar vidgning och kontraktion och vid kärlstelhet innebär det att båda dessa funktioner nedsätts. Detta medför att kroppen får nedsatt reglering för blodtrycksförändringar. Kärlstelhet ökar på grund av många olika faktorer men åldern är den främsta riskfaktorn. Med stigande ålder förlorar kärlen en bra balans mellan kollagen och elastin på grund av ökad förlust av elastin, vilket leder till att kärlen blir stelare och mindre elastiska [2-4]. Om patologisk kärlstelhet förekommer leder det ofta till att pulsvågorna från hjärtat får högre hastighet genom kärlen, vilket leder till att pulsvågorna och även de reflekterande pulsvågorna pulserar fortare. Detta kan i sin tur orsaka att de

reflekterade pulsvågorna får tillräckligt snabba hastigheter att blodet pulseras tillbaka till hjärtat innan den systoliska fasen har övergått. Det orsakar bland annat att hjärtat måste arbeta mot den ökade belastningen och därmed tvingas det använda mer av sin tid för kontraktion. Ett belastat hjärta är ett patologiskt tillstånd som ofta medför flera komplikationer där hjärt- och kärlsjukdomar är bland dessa. Några exempel på detta är hypertrofi, hypertension och nedsatt pumpförmåga [1,3,5]. Dessutom blir

blodförsörjningen till hjärtat genom kranskärlen något nedsatt eftersom kranskärlen endast kan ge effektiv blodförsörjning efter slut-systole när aortaklaffen är stängd och blodet trycks mot aortaroten [5].

Kärlförträngningar och ankel/arm-index

Perifer arteriell kärlsjukdom kännetecknas av minskat blodflöde till extremiteterna vilket orsakas av en obstruktion eller växande plack, som i sin tur minskar på diametern av kärlens lumen. När dessa kärl förträngs har vidgningskapaciteten

6

minskat som innebär att dessa kärl inte kan öka blodflödet tillräckligt genom

reglering när vävnaden i den drabbade kroppsdelen kräver mer syre och transport av metaboliter. Detta leder i sin tur till att det blir mer ansamling av metaboliter i

vävnaden, exempelvis laktat, vilket är en syra som orsakar smärta i kroppsdelen. Ofta är den här graden av förträngning asymtomatisk eller ger bensmärta/kramper som orsakas av ökat arbete och syrebrist till musklerna, så kallad claudicatio intermittens. Vid högre grad av syrebrist kan det leda till kritisk ischemi, vilket innebär celldöd eller till och med vävnadsdöd. De drabbade individerna kan känna av smärtan även i vila och dessutom ses förändringar i den drabbade kroppsdelen såsom sårbildning eller vid allvarligare tillstånd, gangrän [6-9].

De största riskfaktorerna för perifer artärsjukdom liknar de som ger upphov till ateroskleros, vilket är diabetes mellitus, rökning, hypertension, övervikt, fysisk inaktivitet och stigande ålder. Utöver ateroskleros finns det även andra

bakomliggande orsaker för kärlförträngningar som kan vara bland annat vaskulit, vasospasm, embolism och trombos [7,9].

Den mest använda diagnostiska metoden för kärlförträngningar i extremiteterna är beräkning av ankel/arm-index. I denna studie betecknas ankel/arm-index framställt genom manuell metod ABPI (ankle-brachial pressure index) och ABI (ankle-brachial index) när det är framställt med Vasera. Tidigare studier visar att jämfört med andra diagnostiska metoder är ankel/arm-index enkel och snabb att använda för

rutindiagnoser då det dessutom är en icke-invasiv undersökningsmetod [7,9]. Ankel/arm-index graderas i olika svårighetsgrader. Normala ABI värden i vila är ≥ 1,0 och mellan 0,9-1,0 anses det vara något lätt sänkt och acceptabelt. ABI > 1,4 påträffas hos patienter som har förändrad glukosmetabolism, det vill säga patienter som bland annat har diabetes. ABI mellan 0,4-0,9 talar för närvaro av

kärlförträngningar. ABI < 0,4 innebär ett mer kritiskt kärlsjukdomstillstånd där de drabbade kärlen har allvarligt nedsatt blodförsörjning till extremiteterna på grund av förträngningar [9,10].

Pulsvågshastighet

Pulsvågshastighet är känt att vara ”gold standard”, som non-invasiv mätningsmetod för kärlstelhet hos sjuka patienter med bland annat typ 2 diabetes, njursjukdom, hypertension och hos äldre patienter [4,11-15]. Definitionen för pulsvågshastigheten (PWV) är avståndet som mäts för pulsvågens sträcka dividerat med tiden det tog för vågen att pulsera genom sträckan. Detta gäller dock endast i de fall där pulsvågorna som reflekteras vid kärlbifurkationer inte räknas med, eftersom vektorer av både framåtgående PWV och reflekterade PWV kan resultera i att dessa summeras ihop och därmed skapar en falsk framåtgående PWV.

7

Figur 1. Vänster figur visar normal pulsvåg med tydlig reflekterande pulsvåg (rund

markering) och höger figur visar en pulsvåg som summerats med en reflekterande pulsvåg [16].

Felkällan kan undvikas genom att det väljs specifika punkter på kroppens kärl som medför minimalt antal reflektioner av pulsvågor [4]. PWV kan väljas att mätas mellan olika punkter på kroppen men för denna studie mättes PWV mellan artärerna carotis communis och femoralis (cf-PWV) då detta tidigare har visat sig vara en bra mätmetod [14,17,18].

Ateroskleros är känt att ha störst påverkan för kärlstelhet men det har däremot inte kunnat påvisas i tidigare studier någon signifikant korrelation mellan

pulsvågshastighet och individer med ökad risk för ateroskleros. Orsaken tros vara att pulsvågshastighet inte kan spegla tidiga patologiska förändringar som utgörs av ateroskleros. Det som pulsvågshastighet kunnat spegla är de senare faserna av

ateroskleros, det vill säga när plack har kunnat utvecklas och växa så att det skapar en kärlförträngning. Därför har åldern och förhöjda blodtrycksvärden större betydelse vid kärlstelhetsundersökningar. Åldern har dessutom visats ha större inverkan på de större artärerna än de mindre perifera artärerna [4].

Resultatet av PWV kan inte bedöma kärlstelheten självständigt eftersom det är beroende av individens aktuella blodtryck. Förändringar i blodtrycket vid undersökningstillfället påverkar resultatets noggrannhet då mätmetoden inte kan kompensera för blodtrycksförändringar. Därmed eftersträvas stabilt blodtryck samt att det mäts vid ungefär samma tidpunkt som PWV mäts. Metoden är väldigt tidskrävande samt användarberoende, vilket innebär att metoden kräver att

undersökaren har erfarenhet och kompetens för att undersökningsresultatet ska anses vara pålitligt [3,4,18].

Kardio-Ankel vaskulär index

Ett indexvärde som beräknas efter erhållet blodtryck samt pulsvågshastigheter, kallas kardio-ankel vaskulär index (CAVI) och är därmed enhetslös. CAVI har förmåga att kvantitativt utvärdera kärlstelhet i aorta, artärerna femoralis och tibialis, genom att mäta hjärta-femoralis PWV (hf-PWV) samt blodtrycket eftersom

ekvationsberäkningen för båda parametrarna (PWV och blodtryck) är kombinerade i en ekvation (se figur 3) [3,4,19]. Till skillnad från carotis-femoralis pulsvågshastighet metoden har CAVI två särdrag. Vid förändringar av bland annat blodcirkulationens

8

tillstånd ändras även indexvärdet av CAVI som anpassas till situationen, vilket eliminerar felkällan av blodtrycksförändringar vid undersökningen. Detta sker dessutom inom en väldigt kort tidsperiod, vilket innebär mer noggrannhet av resultatet. Den andra skillnaden är att CAVI reflekterar kontraktionstillståndet av artärens glatta muskulatur istället för förändringar i blodtrycket. Detta betyder att CAVI påverkas av förändringar i det sympatiska nervsystemet eller av farmakologisk inflytande. Exempelvis om beta 1-blockerare används, vilket minskar

hjärtkontraktionen, som orsakar minskat blodtryck utan att påverka kärlväggarna, medför det en reduktion i cf-PWV värden men CAVI förblir oförändrat. I andra fall fall där alpha-1 adrenergiska receptor blockerare används, vilket minskar blodtrycket genom att relaxera glatta muskulaturen av de perifera artärerna, medförs istället minskade värden av CAVI. Detta visar att CAVI endast speglar kärlväggarnas aktuella tillstånd samt eliminerar andra faktorer som vanligtvis hade påverkat resultatet såsom blodtrycksförändringar [4].

Syfte

Syftet med denna studie är att jämföra manuella med automatiska mätmetoder för kärlstelhet genom att analysera korrelationen och överensstämmelsen mellan metoderna.

MATERIAL

OCH

METOD

Deltagarna utförde undersökningarna på Skånes universitetssjukhus, klinisk forskningsenhet, i Malmö. Deltagarna var valda ur en population som innefattade barn och barnbarn till en äldre population som deltog i en tidigare studie med namnet Malmö Kost-Cancer (MKC). Till MKC studien tillfrågades alla malmöbor som var födda mellan år 1926-1945. Urvalet var slumpmässigt och 6103 individer deltog i MKC studien. Nu görs en ny studie som kallas för Malmö Offspring Study (MOS) där barn och barnbarnen av de 6103 individer från MKC att delta i MOS. MOS är fortfarande en pågående studie och har just nu endast 148 undersökta deltagare för kärlstelhetsundersökningar där 138 av dem inkluderas i denna studie i syfte att jämföra de två metoderna.

Metod

Insamling av patientdata med respektive mätmetod, manuella samt automatiska mätningar för pulsvågshastighet, ankel/arm-index och kardio-ankel vaskulär index, utfördes av en legitimerad biomedicinsk analytiker. Vid manuell mätning av

kärlstelhet och detektion av PWV användes Sphygmocor CvMS V9. Vid automatisk mätning av kärlstelhet samt ABI användes Vasera VS 2000. För mätning av

blodtryck användes en automatisk blodtrycksmaskin, Omron M8 Comfort.

Pulsvågshastighet

Deltagaren instruerades att lägga sig ned på britsen och informerades om

undersökningens gång. För att mäta cf-PWV palperades a. carotis och a. femoralis artärerna för lokalisering och markerades med en penna. Avståndet mellan artärerna mättes för hand med en linjal, multiplicerades med 0,8, och värdet registrerades.

9

Information om deltagarens ålder, längd och kön registrerades i Sphygmocor. På deltagarens arm kopplades en blodtrycksmanschett som var kopplad till en automatisk blodtrycksapparat, samt tre elektroder på deltagarens armar för EKG-registrering. Blodtrycket mättes två gånger med 1 minuts intervall och antecknades efter att deltagaren vilat 5 minuter. För att detektera pulsvågorna och påvisa dessa på skärmen användes en tonometer på deltagarens markerade artärer. Undersökaren kontrollerade även om PWV resultaten var pålitliga genom att bedöma de olika parametrarna som Sphygmocor visade efter bildtagning av de framställda pulsvågorna. För PWV beräknas medelvärdet av de godkända mätningarna.

Apparaten beräknar tidpunkterna mellan en R-tagg i EKG:et och foten för kurvan av en pulsvåg och subtraherar dessa tidpunkter med varandra för framställning av tidsdifferensen. Det vill säga skillnaden mellan tidpunkten av en pulsvågens uppkomst vid halskärlen och R-taggen beräknas (T1). Därefter beräknas skillnaden

mellan tidpunkten för pulsvågens uppkomst vid femoralis och för R-taggen (T2) [4,

14].

Figur 2. Tillvägagångsättet för beräkning av PWV [20].

Ankel/arm-index

Efter mätning av kärlstelhet med Sphygmocor genomgick deltagarna ABPI

undersökning av en legitimerad biomedicinsk analytiker. Inför denna undersökning tillfrågades deltagarna om de druckit alkohol de senaste 12 timmarna, ätit en tung måltid, rökt eller snusat de senaste 4 timmarna, druckit kaffe eller annat innehållande koffein de senaste 3 timmarna. Blodtrycksmanschetter kopplades på alla extremiteter, armar och ben. På varje extremitet mättes det systoliska blodtrycket en gång med hjälp av Doppler för varje artär. För armblodtryck sattes Dopplern på a. radialis. På benen användes Dopplern på a. tibialis posterior och på a. dorsalis pedis. För att armarna ska ligga i samma höjd med hjärtat användes kuddar under deltagarens armar under undersökningen. När blodtrycksvärdena erhölls beräknades ABPI värdet. ABPI mättes genom att dividera det högsta blodtrycket från respektive artär vid ankelnivå (a. tibialis och a. dorsalis) med blodtrycket i armen med högst uppmätta tryck [10].

10

Kardio-Ankel Vaskulär Index

Inför framställning av CAVI fick deltagaren lägga sig ned på britsen med en kudde under huvudet och kopplades med fyra blodtrycksmanschetter (en på varje

extremitet) och en hjärtmikrofon. Mikrofonen sattes fast på en klisterelektrod som därefter klistrades fast på deltagarens bröst mellan andra och tredje revbenet på sternum. Deltagarens namn, ID-nummer, födelsedata, kön, längd, vikt och midjemått matades in i Vasera. När all utrustning kopplats på deltagaren kunde alla de

parametrar som krävdes för framställning av CAVI och ABI erhållas. Innan

undersökningen kunde påbörjas behövde deltagaren ha vilat minst 5 minuter. Resten av proceduren sköttes automatiskt efter tryck på startknapp i Vasera. Proceduren bestod av automatisk simultan pumpning av alla manschetter samt simultan utsläpp av luften, detta i samband med mikrofonens avlyssning mäter CAVI värdet. Därefter pumpades manschetterna endast på höger sida av deltagaren och sedan släpptes luften ut. Proceduren repeterades igen på vänster sida. När proceduren var klar kopplade undersökaren loss manschetterna på deltagaren.

Parametrarna som användes för beräkning av CAVI inkluderade systoliskt och diastoliskt blodtryck som erhölls med hjälp av blodtrycksmanschetterna kopplade på alla extremiteter och PWV som beräknades genom att dividera avståndet (L) mellan aortaklaffen och ankeln med tiden (T). Avståndet (L) mäts mellan aortans startpunkt och ankeln med linjal. T beräknas genom att summera t´b och tba, där pulsvågens

övergångstid efter aortaklaffens öppning och dess uppkomst i brachialis betecknas t´b

och tiden som tas mellan pulsvågens uppkomst vid brachialis och ankeln

kännetecknas då som tba. Det är även värt att veta att t´b och tidsperioden mellan

aortaklaffens stängning och för pulsvågen vid brachialis (tb) är på ett teoretiskt sätt

samma tid [4].

Figur 3. Principen för CAVI beräkning. Pulsvågshastigheten från hjärtat till ankeln erhålls genom

mätning av avståndet från aortan till ankeln och genom beräkning av T = tb + tba. T = tiden som det tar

för pulsvågen att sprida sig från aortaklaffen till ankeln; tba = tid mellan uppkomst av brachialis

pulsvågen och uppkomst av ankel pulsvågen. tb = tid mellan aortaklaffens stängningsljud och

brytningspunkten av brachialis pulsvåg; t´b = tid mellan aortaklaffens öppningsljud och uppkomst av brachialis pulsvågen [3].

Statistik

Till denna studie utfördes tre olika statistiska analyser för mätningar och jämförelser; Wilcoxons icke parametrisk rangsummetest, Bland-Altmananalyser samt Spearmans

11

korrelationskoefficient. Samtliga analyser utfördes med hjälp av IBM SPSS Statistics (Version 25, IBM Corporation, USA, New York).

För att bestämma om det förelåg en statistisk signifikant skillnad för respektive mätmetod för kärlstelhet, manuell och automatisk, användes Wilcoxons

rangsummetest. Testet är en icke-parametrisk metod som används för

forskningsstudier bland annat i de fall där det inte kan antas att fördelningen är normal. Konfidensintervallet för testet valdes till 95 %. Detta ger ett p-värde på < 0,05 som talar för en statistisk säkerställd skillnad mellan mätmetoderna [21]. Bland-Altmananalys utfördes för att utvärdera överensstämmelsen mellan manuell respektive automatisk mätmetod. Analysen presenterades i form av scatterdiagram, vilket kallas Bland-Altmandiagram. Scatterdiagrammet visade medelvärdet på x-axeln och skillnaden på y-x-axeln av erhållet resultat från respektive mätmetod. Till dessa analyser valdes ett konfidensintervall på 95 %. Intervallet visas som två linjer, en övre och en undre gräns, längs x-axeln i diagrammet som kallas för limits of

agreement. Dessa två linjer definierades som medelskillnaden ± 1,96 SD

(standardavvikelse). En tredje linje mellan limits of agreement ses även i diagrammet vilket representerade medelvärdet av alla skillnader mellan mätningsresultaten [22]. Med ett konfidensintervall på 95 % innebär det att det förväntas att minst 95 % av mätningsresultaten för respektive mätmetod hamnar inom limits of agreement [22, 23].

Korrelationen för respektive mätmetod bestämdes genom användning av Pearsons korrelationskoefficient, vilket gör det möjligt att bedöma styrkan av ett samband mellan två eller flera variabler. För det här fallet innebär det om det möjligen finns någon relation mellan mätmetoderna [23]. Korrelation anges i ett värde, s.k. korrelationskoefficient, mellan 1 och -1. Ju högre värdet är ju starkare samband är det. Korrelationsvärde som beräknas vara nära 1 och -1 talar alltså för starkt samband mellan variablerna och 0 innebär inget samband. Värden nära -1 kan tyda på invers relation, exempelvis vid fall där en variabel minskar när den andra variabeln ökar [24].

Etik

Studien omfattade frivilliga deltagare som kommer utsättas för lätt fysiskt ingrepp och studien var godkänd av Regionala etikprövningsnämnden i Lund. LU EPN, diarienummer 2012-594. Deltagarna informerades om studien skriftligt via ett informationsbrev som skickades hem till dem. Om personen var villig att delta i studien signerades en samtyckesblankett av denna person. Deltagarnas personliga uppgifter behandlades konfidentiellt och mätdata avidentifierades vid

12

RESULTAT

Studien omfattade 148 deltagare varav 10 av dessa exkluderades på grund av felaktiga eller saknade värden från undersökningarna. Deltagarna vid ABPI undersökningarna exkluderades på grund av otillförlitliga ankelblodtrycksvärden (>300 mmHg) då kärlen inte gick att komprimera och vid andra fall förekom avsaknad av blodflöde i ett ben. Vissa deltagare saknade tillförlitliga PWV värden. Fyra av deltagarna som skulle genomgå undersökningen med Vasera hade brist på tid då denna utfördes efter de manuella undersökningarna och därför avstod de.

Parametrarna som tillhör Vasera är endast CAVI och ABI. Resultatet av

undersökningsmetoderna för kärlstelhet redovisas i form av tabeller. Statistiken för Bland-Altmananalyser och Pearsons korrelationskoefficient kompletteras med spridningsdiagram.

Tabell 1. Beskrivande statistik för alla 138 deltagare. Medel-PWV är ett medelvärde på de tre

uppmätta pulsvågshastigheterna. CAVI är indexvärdet framställt automatiskt av Vasera på höger respektive vänster sida. ABPI är ankel/arm-index erhållet manuellt medan ABI är ankel/arm-index framställt av Vasera.

Parameter Antal Medelvärde Standardavvikelse Minimum Maximum

Medel-PWV 138 8,0 1,5 5,1 13,8 CAVI - Höger 138 7,3 1,1 4,1 10,3 CAVI - Vänster 138 7,3 1,1 4,1 9,8 ABPI - Höger 138 1,3 0,1 1,1 1,5 ABI - Höger 138 1,1 0,1 0,7 1,4 ABPI - Vänster 138 1,3 0,1 1,1 1,5 ABI - Vänster 138 1,1 0,1 0,6 1,3

Resultaten för Pearsons korrelationskoefficient som redovisas i tabell 2 och 3 visar att det föreligger ett signifikant samband för båda mätmetoderna och för alla parametrar.

Tabell 2. Pearsons korrelationskoefficient. Korrelationen mellan medelvärdet av uppmätta

PWV-värden mot CAVI-värden erhållna från Vasera.

Parameter

CAVI - Höger CAVI - Vänster

Korrelations-koefficient P-värde

Korrelations-koefficient P-värde PWV-Medelvärde 0,488** < 0,001 0,431** < 0,001

PWV = Pulsvågshastighet, CAVI = Kardio-ankel vaskulär index, ** = anger att värdet är signifikant på 0,01-nivå.

13

Tabell 3. Pearsons korrelationskoefficient. Korrelationen mellan ankel/arm index mätt med

Doppler mot ankel/arm index mätt med Vasera. Tabellen är uppdelad i högersidiga mätningar på deltagare (vänster tabell) respektive vänstersidiga mätningar (höger tabell).

Parameter

ABI - Höger (Vasera)

Parameter

ABI - Vänster (Vasera) Korrelations-koefficient P-värde Korrelations-koefficient P-värde ABPI - Höger 0,248 ** _0,003 ABPI - Vänster 0,191 * _0,025

PWV = Pulsvågshastighet, CAVI = Kardio-ankel vaskulär index, * = signifikans på 0,05-nivån. ** = signifikans på 0,01-0,05-nivån.

Nedan presenteras korrelationerna av mätmetoderna i spridningsdiagram (figur 4 och 5). För både kärlstelhet (PWV mot CAVI) och ankel/arm-index (ABPI mot ABI) ses en relativ stor spridning av punkterna i förhållande till regressionslinjen där R2-värdet för kärlstelhet är större än R2_{-värdet för ankel/arm-index.}

Figur 4. Spridningsdiagram för medelvärdet av manuella mätningar av pulsvågshastigheten

mot CAVI – Höger (vänster figur) och CAVI – Vänster (höger figur).

Figur 5. Spridningsdiagram för index erhållet manuellt (ABPI) mot

14

I tabell 4 beräknades p-värden genom Wilcoxons icke-parametrisk test. Testet visar att det föreligger en signifikant skillnad (p < 0,001) mellan manuella och automatiska mätmetoder för alla parametrar.

Tabell 4. Wilcoxon icke-parametrisk test. Resultatet av p-värden erhållet från Wilcoxons test

presenteras för respektive parameter. Kärlstelhet och ankel/arm-index är jämförda manuellt mot automatiskt. Det vill säga Kärlstelhet talar för PWV mot CAVI och ankel/arm-index är ABPI (Doppler) mot ABI (Vasera).

Parameter P-värde

Kärlstelhet (Höger) < 0,001

Kärlstelhet (Vänster) < 0,001

Ankel/arm-index (Höger) < 0,001

Ankel/arm-index (Vänster) < 0,001

Beräknade värden för Bland-Altmansanalys presenteras nedan i tabell 5. P-värden för samtliga parametrar är < 0,001, vilket talar för en signifikant skillnad mellan

manuella och automatiska mätningar. Punkterna i spridningsdiagrammen är nästan jämt spridda över och under medelskillnaden. Detta i sin tur resulterade till att linjerna för medelskillnaden låg väldigt nära 0 för alla parametrar och mest för ankel/arm-index.

Tabell 5. Tabell för värdena av Bland-Altmananalysen. Manuella mätningar jämfördes mot

de automatiska mätningarna vid mätning av kärlstelhet och ankel/arm-index. Manuella mätningar subtraherades med automatiska mätningar för beräkning av differensen.

Konfidensintervallet för limits of agreement valdes till 95 % och därmed beräknades övre och nedre gräns med medelskillnad ± 1,96*SD.

Parameter Medelskillnad SD Limits of agreement p-värde Övre gräns Nedre gräns Kärlstelhet (Höger) 0,6 1,4 3,4 -2,1 < 0,001 Kärlstelhet (Vänster) 0,7 1,4 3,5 -2,2 < 0,001 Ankel/arm-index (Höger) 0,1 0,1 0,4 -0,1 < 0,001 Ankel/arm-index (Vänster) 0,1 0,1 0,4 -0,1 < 0,001

Figur 6. Bland-Altmansdiagram för kärlstelhet på höger sida (vänster figur) respektive

15

Figur 7. Bland-Altmansdiagram för ankel/arm-index på höger sida (vänster figur) respektive

vänster sida (höger figur) av deltagarna.

DISKUSSION

Att jämföra den automatiska mätmetoden (Vasera) med den nuvarande ”gold standard” manuella mätmetoden är viktigt för att bekräfta om Vaseras mätningar är tillförlitliga. Många forskare har pågående studier för utredning av Vaseras

tillförlitlighet [2]. Med tanke på att kärlstelhetsmätningar med Vasera inte kräver att undersökaren mäter det aktuella blodtrycket hos patienter, hoppas forskarna få noggrannare resultat av Vasera. Med Vasera utfördes undersökningar betydligt snabbare jämfört med manuella mätningar med tanke på att apparaten kan framställa parametrarna blodtryck, ABI och CAVI simultant. Dessutom är en nackdel med de manuella mätmetoderna att de är mer användarberoende. Mätresultatens

tillförlitlighet är alltså beroende av användarens skicklighet och erfarenhet för

utföring av undersökningen samt bedömning av resultatet [2-4, 19]. Med denna studie är det dock inte möjligt att analysera vilken av metoderna som är mer noggrann då analyserna gick ut på att endast analysera skillnader eller samband mellan metoderna. Tidigare studier har dock visat att CAVI även är en bra om inte bättre prediktor för bland annat cerebral trombos, ateriosklerotiska förändringar och kranskärlsjukdomar [2,4,19].

Metoddiskussion

Inför manuell och automatisk mätning av kärlstelhet krävdes det att deltagarna undvek intag av alkohol, tunga måltider, koffein, rökning, m.m. då dessa kan påverka kärlens elasticitet och därmed undersökningarnas resultat. Ansvarig biomedicinsk analytiker kontrollerade PWV-mätningarna genom ett procentvärde som kallas operatorindex. Operatorindex bör vara >90 % för PWV-mätningar för att vara

godkänt och dessutom ska det inte skilja mer än 0,5 m/s mellan mätningarna. I de fall där det skiljde mer än 0,5 m/s utfördes en tredje mätning. Mätningar under <90 % operatorindex raderades.

Vid EKG-registrering användes endast tre elektroder på deltagarens armar då detta ansågs vara tillräckligt för att få taggar från QRS-komplexet registrerat på EKG. R-taggarnas syfte var att ge information om tidpunkterna för uppkomst av systolisk elektrisk aktivitet från hjärtat. För godkända R-taggar kontrollerades det om dessa var

16

tydliga och positiva med högre amplitud än övriga EKG-komponenter och med minimala störningar.

För ankel/arm-index undersökningen mättes det systoliska blodtrycket för artärerna i ankelnivån och i armarna för att beräkna ABPI och därmed bedöma

blodcirkulationens tillstånd i de nedre extremiteterna. Om lågt blodtryck uppmäts i benen jämfört med i armarna blir ABPI värdet lägre, vilket kan innebära eventuell förträngning i blodkärlen som försörjer benen. För att värdena ska vara sanna krävs det att deltagaren är avslappnad och ligger plant på britsen. Hjärta som befinner sig i högre nivå än benen eller armarna orsakar ett falskt för högt blodtrycksvärde på extremiteterna. Dessa tillstånd gäller även vid automatisk mätning av kärlstelhet med Vasera för att CAVI ska vara korrekt beräknat.

Resultatdiskussion

Då CAVI och PWV värden beräknas genom egna ekvationer finns det en viss

skillnad på resultatvärdet för respektive parameter och är därför inte direkt jämförbara genom beskrivande statistik (tabell 1). Parametrarna visade sig vara signifikant

korrelerade enligt Pearsons korrelationskoefficient, vilket innebär att det finns ett samband mellan mätmetoderna enligt tabell 2 och 3. Detta behöver dock inte betyda att överrensstämmelsen mellan mätmetoderna är god. Därför valdes även Bland-Altmananalys som komplettering till korrelationsanalysen. Om överrensstämmelsen hade visat sig vara god skulle det innebära att det inte förelåg signifikanta avvikelser mellan mätmetoderna. Bland-Altmananalysen visade dock ingen bra

överrensstämmelse (p < 0,001) mellan de manuella och automatiska mätmetoderna då det förekom signifikanta avvikelser ifrån medelskillnaden av mätmetoderna.

Wilcoxons icke-parametrisk test visade även signifikanta skillnader (p < 0,001) på alla parametrar som jämfördes mellan manuell och automatisk mätmetod.

Medelvärdet av CAVI värden för höger respektive vänster mätningar visade sig vara lika (7,3). Resultatet av de manuella ankel/arm-index mätningarna visade samma medelvärde för respektive sida (1,3). Resultatet av de automatiska ankel/arm-index mätningarna visade även samma medelvärde för respektive sida men erhåll ett mindre värde (1,1). För en av deltagarnas fall hade Vasera fångat upp ett väldigt lågt ABI värde, vilket visades i den beskrivande statistiken (tabell 1) som ABI minimum värden; 0,6 på vänster sida av patienten och 0,7 på höger sida jämfört med ABPI som var 1,1 på båda sidorna. Med hänsyn till deltagarens rådata hade det systoliska

blodtrycket för vänstra armen blivit väldigt högt (197 mmHg) jämfört med högra armen (109 mmHg). Dessutom visade sig resultatet för den manuella

blodtrycksmätningen för vänstra armen vara mycket lägre (104 mmHg) än resultatet från Vasera. Detta förklaras av att Vasera endast använder det högsta

blodtrycksvärdet som erhålls från övre extremiteterna som referens för beräkning av ABI på båda sidorna, det vill säga ankelblodtrycksvärdena på respektive sida

divideras med det högsta erhållna armblodtrycksvärdet. Detta i sin tur gav fel ABI värde för både höger och vänster sida. Felet kan ha skett av olika anledningar. En trolig anledning kan vara att deltagaren inte var tillräckligt avslappnad i vänstra armen, antingen omedvetet eller på grund av dålig ställning på britsen som förmodligen orsakat att deltagaren försöker stabilisera armen på plats. Oavsett

17

anledning uppmanas undersökaren att kontrollera och reproducera resultaten vid behov för eliminering av felkällor.

Begränsningar

Mätning av kärlstelhet med CAVI bör inte betraktas som att det ger ett absolut svar på eventuella förändringar av kärlväggen då det kan förekomma vissa undantag. Med tanke på att CAVI tar hänsyn till kärlens aktuella tillstånd och är oberoende av aktuella blodtryck, kan det därmed påverkas av andra faktorer som orsakar

förändringar av kontraktionstillståndet för kärlens glatta muskulatur. Däremot finns det flera fördelar med just denna egenskap hos CAVI [4]. Detta är förutsatt att all procedur utförs korrekt både av undersökaren och patienten. Till exempel som

nämnts innan hade deltagaren fått ett falskt för högt vänster armblodtryck på grund av någon av de möjliga anledningarna. Vid sådana eller liknande fall kan det behövas mer uppmärksamhet för bedömning om mätningen behöver utföras igen. En annan begränsning med denna studie kan föreligga då CAVI mäter hf-PWV (hjärta-femoralis) istället för cf-PWV (carotis-(hjärta-femoralis) som görs vid den manuella

undersökningen. Om dessa olika mätpunkter ger en signifikant skillnad är fortfarande oklart. Att studien inte kunnat påvisa vilken av mätmetoderna som är mer korrekt anses vara ytterligare en begränsning.

MOS studien pågår fortfarande och antalet deltagare kommer att vara fler än de 138 som inkluderades i denna studie. Därför får antalet inkluderade i denna studie anses som en begränsning.

KONKLUSION

Denna studie har kunnat påvisa att det inte finns någon överrensstämmelse samt att det förekom signifikanta skillnader mellan manuella och automatiska mätningar av kärlstelhet och ankel/arm-index. Studien har inte heller kunnat påvisa vilken av respektive mätmetod för kärlstelhet som är mer korrekt. Med anledning av detta samt det begränsade antalet deltagare kan studien kompletteras vidare med fler deltagare och metoder för analysering av Vaseras tillförlitlighet.

18

REFERENSER

1. London GM, Guerin AP, (1999) Influence of arterial pulse and reflected waves on blood pressure and cardiac function. Am Heart J, 138(3 Pt 2), 220-224. 2. Maliha G, Townsend RR, (2017) A study of the VaSera arterial stiffness device

in US patients. J Clin Hypertens (Greenwich), 19(7), 661-668.

3. Miyoshi T, Ito H, (2016) Assessment of Arterial Stiffness Using the Cardio-Ankle Vascular Index. Pulse (Basel), 4(1), 11-23.

4. Sun CK, (2013) Cardio-ankle vascular index (CAVI) as an indicator of arterial stiffness. Integr Blood Press Control, 6, 27-38.

5. O'Rourke MF, Nichols WW, (2005) Aortic diameter, aortic stiffness, and wave reflection increase with age and isolated systolic hypertension. Hypertension,

45(4), 652-658.

6. Dawson DL, Hiatt WR, Creager M, Hirsch AT, (2002) Peripheral arterial disease: medical care and prevention of complications. Prev Cardiol, 5(3), 119-130.

7. European Stroke O, Tendera M, Aboyans V, Bartelink ML, Baumgartner I, Clement D, Collet JP, Cremonesi A, De Carlo M, Erbel R, Fowkes FG, Heras M, Kownator S, Minar E, Ostergren J, Poldermans D, Riambau V, Roffi M, Rother J, Sievert H, van Sambeek M, Zeller T, Guidelines ESCCfP, (2011) ESC

Guidelines on the diagnosis and treatment of peripheral artery diseases:

Document covering atherosclerotic disease of extracranial carotid and vertebral, mesenteric, renal, upper and lower extremity arteries: the Task Force on the Diagnosis and Treatment of Peripheral Artery Diseases of the European Society of Cardiology (ESC). Eur Heart J, 32(22), 2851-2906.

8. Hiatt WR, Goldstone J, Smith SC, Jr., McDermott M, Moneta G, Oka R, Newman AB, Pearce WH, American Heart Association Writing G, (2008) Atherosclerotic Peripheral Vascular Disease Symposium II: nomenclature for vascular diseases. Circulation, 118(25), 2826-2829.

9. Rac-Albu M, Iliuta L, Guberna SM, Sinescu C, (2014) The role of ankle-brachial index for predicting peripheral arterial disease. Maedica (Buchar), 9(3), 295-302. 10. Khan TH, Farooqui FA, Niazi K, (2008) Critical review of the ankle brachial

index. Curr Cardiol Rev, 4(2), 101-106.

11. Butlin M, Qasem A, (2017) Large Artery Stiffness Assessment Using SphygmoCor Technology. Pulse (Basel), 4(4), 180-192.

19

12. Germano-Soares AH, Andrade-Lima A, Meneses AL, Correia MA, Parmenter BJ, Tassitano RM, Cucato GG, Ritti-Dias RM, (2018) Association of time spent in physical activities and sedentary behaviors with carotid-femoral pulse wave velocity: A systematic review and meta-analysis. Atherosclerosis, 269, 211-218. 13. Kang J, Kim HL, Lim WH, Seo JB, Zo JH, Kim MA, Kim SH, (2018)

Relationship between brachial-ankle pulse wave velocity and invasively measured aortic pulse pressure. J Clin Hypertens (Greenwich), 20(3), 462-468. 14. Lu Y, Zhu M, Bai B, Chi C, Yu S, Teliewubai J, Xu H, Wang K, Xiong J, Zhou

Y, Ji H, Fan X, Yu X, Li J, Blacher J, Zhang Y, Xu Y, (2017) Comparison of Carotid-Femoral and Brachial-Ankle Pulse-Wave Velocity in Association With Target Organ Damage in the Community-Dwelling Elderly Chinese: The Northern Shanghai Study. J Am Heart Assoc, 6(2).

15. Zhao X, Bo L, Zhao H, Li L, Zhou Y, Wang H, (2018) Descriptive study of the relationship between the subclinical carotid disease and biomarkers, carotid femoral pulse wave velocity in patients with hypertension. Clin Exp Hypertens,

40(3), 274-280.

16. Sharp A (2017) Aortic Pulse Wave Velocity (AoPWV) vs. Pulse Wave Velocity

(PWV) >https://goiheart.com/< html (2018-06-17)

17. Auer J, Weber T, (2016) Arterial stiffness, central blood pressures, wave

reflections and acute hypertensive response in stroke. Atherosclerosis, 251, 495-497.

18. Weir-McCall JR, Khan F, Cassidy DB, Thakur A, Summersgill J, Matthew SZ, Adams F, Dove F, Gandy SJ, Colhoun HM, Belch JJ, Houston JG, (2017) Effects of inaccuracies in arterial path length measurement on differences in MRI and tonometry measured pulse wave velocity. BMC Cardiovasc Disord, 17(1), 118. 19. Elosua-Bayes M, Marti-Lluch R, Garcia-Gil MDM, Camos L, Comas-Cufi M,

Blanch J, Ponjoan A, Alves-Cabratosa L, Elosua R, Grau M, Marrugat J, Ramos R, (2018) Association of Classic Cardiovascular Risk Factors and Lifestyles With the Cardio-ankle Vascular Index in a General Mediterranean Population.

Rev Esp Cardiol (Engl Ed), 71(6), 458-465.

20. Perimed, (2018) Your partner in microcirculation >http://www.perimed.it/< htm (2018-06-17)

21. Whitley E, Ball J, (2002) Statistics review 6: Nonparametric methods. Crit Care,

6(6), 509-513.

22. Bland JM, Altman DG, (1999) Measuring agreement in method comparison studies. Stat Methods Med Res, 8(2), 135-160.

23. Bring J, Wikman P. Introduktion till medicinsk statistik. Lund: Studentlitteratur; 2006.

20

24. Bewick V, Cheek L, Ball J, (2003) Statistics review 7: Correlation and regression. Crit Care, 7(6), 451-459.