Undersökning av
hastighetskvoten
mellan arteria carotis
interna och arteria
carotis communis
HUVUDOMRÅDE: Biomedicinsk laboratorievetenskap FÖRFATTARE: Kenan Solmaz
HANDLEDARE:Ida Åström Malm, universitetsadjunkt JÖNKÖPING 2021/06
Sammanfattning
Duplexultraljud är förstahandsvalet när det gäller bedömning av kärlförändringar och sjukdomar i arteria carotis communis (CCA) och arteria carotis interna (ICA). Den kombinerar 2D gråskala bilder med Dopplerteknik för att visualisera kärlväggen samt flöde och hastigheter. Det finns olika ultraljudparametrar för att bedöma stenoser i arteria carotis.
Syftet med detta arbete var att fastställa hastighetskvoten mellan den maximala hastigheten i arteria carotis interna och den maximala hastigheten i arteria carotis communis hos kvinnor och män.
Det var 39 individer som undersöktes bilateralt. Undersökningarna utfördes med EPIQ7 (Philips) ultraljudmaskin. Ett auskultaltorisk blodtryck togs inför varje undersökning. Insamlade data analyserades med Mann-Whitney test. Pearson korrelationtest utfördes mellan ålder och hastighetskvot samt mellan hastigheter i CCA och ICA bilateralt.
Resultatet visade inga signifikanta skillnader i hastighetskvot mellan könen. Studien visade en positiv korrelation mellan hastighetskvot i högersida (p= 0,046) till ålder men inte på vänster. Det fanns även en negativ korrelation mellan höger CCA hastighet till vänster hastighetskvot (p= 0,001).
Summary
Examination of velocity ratio between internal carotid artery and common carotid artery.
Duplex ultrasound is the first choice when it comes to assessing vascular changes and diseases of the common carotid artery (CCA) and internal carotid artery (ICA). It combines 2D grayscale images with Doppler technology to visualize the vessel wall as well as flow and velocities. There are various ultrasound parameters to assess stenoses in the carotid artery.
The purpose of this work was to determine the velocity ratio between the maximum velocity of the internal carotid artery and the maximum velocity of the common carotid artery in women and men.
There were 39 individuals who were examined bilaterally. The examinations were performed with an EPIQ7 (Philips) ultrasound machine. An auscultaltoric blood pressure was taken before each examination. Collected data were analyzed by Mann-Whitney test. Pearson correlation test was performed between age and velocity ratio as well as between velocities in CCA and ICA bilaterally.
The results showed no significant differences in velocity ratio between the sexes. The study showed a positive correlation between velocity ratio in the right side (p = 0.046) to age but not on the left. There was also a negative correlation between the right CCA velocity and the left velocity ratio (p = 0.001).
Innehållsförteckning
Inledning ... 1
Bakgrund ... 1
Anatomi och fysiologi ... 2
Carotis ultraljud ... 3
Patofysiologi ... 4
Syfte ... 5
Material och metod ... 5
Urval ... 5
Mätningsmetod och instrument ... 5
Statistik ... 7 Etiska överväganden ... 7
Resultat ... 8
Diskussion ... 12
Metoddiskussion ... 12 Resultatdiskussion ... 13Slutsatser ... 16
Referenser ... 17
Bilagor ... 21
Bilaga 1. Information- och samtyckesblankett ... 21
Inledning
Under vårterminen 2020 drabbades Sverige och resten av världen av coronaviruset Covid-19, vilket bl.a. ledde till att all undervisning på Jönköping University (JU) stängdes ner den 18 mars -20. Undervisning och examinationer skulle tills vidare utföras på distans. Sjukvården i landets regioner fick en högre arbetsbelastning vilket ledde till att några studenter i denna kurs ej kunde utföra sina planerade datainsamlingar på de berörda avdelningarna / klinikerna. Vid kursstart vt21 gäller fortfarande Folkhälsomyndighetens restriktioner och det är ej känt om sedvanlig (på campus) presentation, opposition och respondentskap kommer att kunna genomföras under examinationsveckan i juni (v23), eller om det blir på distans.
Bakgrund
Varje år drabbas ungefär 30 000 individer i Sverige av stroke. Det är den tredje största dödsorsaken och den vanligaste orsaken till grova funktionsnedsättningar. Tillståndet kommer plötsligt och påverkar individen både fysisk och psykiskt. Symtomen uppstår när hjärnans blodtillförsel påverkas (1).
Den mest pålitliga och mest använda duplex ultraljud (DUS) parameter för beräkning av graden av carotis stenos är den maximala systoliska hastigheten (PSV) (2). Under vissa omständigheter måste hastighetsbaserad uppskattning av stenoser i arteria carotis behöver justeras som hög sittande carotis bifurkation, svår arteriell skada, omfattande kärlförkalkning och fetma. Dessa tillstånd kan minska noggrannheten för DUS avbildning (3). År 2009 gjorde Kochanowicz et. al., en studie som tar fram referensvärdet för hastighetskvoten mellan olika åldersgrupper och kön. Studien visade signifikanta skillnader för hastighetskvot mellan könen (4). Horrow et. al., beskriver i sin studie att DUS inte är helt fel fri men sensitiviteten ligger ändå på en acceptabel nivå med 87 %. Diagnostiska fel kan uppstå vid fel tolkning av DUS parametrar (5).DUS med traditionella hastighetskriterier är inte ett korrekt screeningverktyg hos patienter med kontralateral ocklusion eftersom det ofta överskattar graden av ICA-stenos. Den högre frekvensen av falskt positiva resultat leder ofta till ytterligare diagnostiska undersökningar, inklusive datortomografi och angiografi, och dessa procedurer medför risker för patienten och ökar även hälsovårdskostnaderna (6).
Anatomi och fysiologi
Artärer består av tre huvudlager och varje lager spelar en specifik och viktig roll i artärens övergripande funktion. Det mest inre lager som har direkt kontakt med blodet kallas tunica intima och består av epitel och bindväv. Mellersta lagret är tunica media, och detta lager består av glattmuskler. De glattmusklerna ger styvhet och underlättar pulskontraktion för att driva blodflödet framåt. Det mest ytliga lagret är tunica adventitia, och detta skikt består av kollagen och elastisk vävnad. Detta lager ger kärlen flexibilitet och elasticitet (7, 8). De stora elastiska artärerna som aorta och arteria carotis lagrar blodet under systole och skickar i väg till vävnader under diastole, detta fenomen kallas Windkessel effekt (9).
Figur 1: En översiktbild av CCA: Arteria Carotis Communis, ICA: Arteria Carotis Interna, ECA:
Arteria Carotis Externa. Ultraljudsbild registerarades av Kenan Solmaz (Privatbild).
Arteria carotis är en stor elastisk artär vars funktion är att föra syresatt blod från vänstersida av hjärtat till huvud och nacke. Arteria carotis communis (CCA) uppdelas till arteria carotis interna (ICA) och arteria carotis externa (ECA) vid cervikal nivån på fjärde halskotan (C4) som kallas carotisbifurkation (figur 1). ICA är det mest kliniskt relevanta kärlsegment eftersom det försörjer huvud och hals området (7, 8).
Carotis bifurkation är ett anatomiskt och kirurgiskt viktigt landmärke eftersom den är involverad i en mängd olika fysiologiska och patologiska processer. Carotis bifurkationens höjd är mycket varierande. Det är viktig att upptäcka skillnader i bifurkationen för att bestämma lämpliga kirurgiska tekniker som carotis endarterektomi och carotis stenting. Dessutom är geometrin hos carotis bifurkation en viktig faktor i hemodynamik och sheer wall stress, vilket kan påbörja eller främja aterogenes (10).
Figur 2: Anatomisk variationer i arteria carotis interna (ICA); a) normal, b) slingrande, c) ringlad runt,
d) krökt. Modifierad figur av Yu et. al., (11) illustrerad av Kenan Solmaz.
Det finns anatomiska variationer när det gäller kärlens utseende (12). Anatomiska variationer i ICA delas in i tre typer: slingrande, ringlad runt och krökta (figur 2). Det förekommer hos 10– 25% av befolkningen. Blodflödet kan minskas med mer än 40% med en ICA-vinkel på 60 ° och med mer än 60% med en ICA-vinkel på 30 ° (13).
Carotis ultraljud
Duplexundersökningar av carotis är den mest använda duplexmetoden i kliniskt sammanhang. Både gråskala och Dopplertekniken kan användas för utvärdering av extrakraniella segment av arteria carotis. Kombinationen av dessa två metoder kallas DUS. Metoden har fördelen med säkerhet, tillgänglighet och förmågan att direkt visualisera morfologi genom gråskalabilder och mäta flöde genom Dopplertekniken. Det är billig, lätt tillgänglig och den innehåller ingen strålning eller behöver kontrastmedel, men den kräver utbildad personal (14, 15, 16).
I denna studie beräknas hastighetskvoten mellan ICA och CCA. Det är viktig att kunna identifiera respektive kärlsegment korrekt. Det finns olika parametrar som hjälper till att avskilja ICA och ECA men Doppler signalen är den mest avgörande (12). Det finns karakteristiska skillnader i flödesignalerna mellan ICA och ECA. Dessa skillnader uppstår utifrån olika perifera resistanser i området där respektive kärl försörjer. ICA försörjer hjärnan som är ett lågresistansområde medan ECA försörjer ansiktet vilket är högresistansområde. Hastighets skillnader mellan systole och diastole är större hos ECA än ICA. (14). En tapp-test kan utföras för att avskilja ECA från ICA. Det utförs vid arteria temporalis vilket orsakar oscillationer i ECA Dopplerspektrum. Skillnader i ECA och ICA pulsativit kan visas också med
färg Doppler. Flödet fortsätter under hela hjärtcykeln i CCA och ICA. Som ett resultat är färg alltid närvarande i dessa kärlsegment. I ECA är flöde markant minskat eller frånvarande i diastolen vilket gör att färgen blinkar av och på in detta kärlsegment (12).
Användningen av linjära multigivare med flera frekvenser som sträcker sig från 4 till 9 eller 5 till 12 MHz (minst 5–7,5 MHz) möjliggör adekvat avbildning hos tekniskt svåra patienter som de med höga bifurkationer, djupare krökta segment eller individer med tjocka och korta halsar (17). En korrekt vinkel är också viktigt när hastighetsmätningarna utförs. Doppler kursor måste vara parallell med kärlväggen. Den rekommenderade Dopplervinkeln bör inte överstiga 60 ° (18). Flödeshastigheter räknas utifrån Dopplerekvationen: ∆𝑓 =2𝑓𝑜.𝑣.𝑐𝑜𝑠𝜃
𝑐 . Cosinus θ är det
vinkeln ultraljudsvågor skickas in i kroppen. Den mest sanna hastighet uppnås vid cosinus 0 o. I praktiken sällan uppnås 0 o eftersom de flesta kärl går parallell med hudytan (19, 20). Ett undantag är krökta kärl som kan kräva en vinkel på 0 ° (21).
Patofysiologi
Ateroskleros är en kronisk, systemisk, inflammatorisk sjukdom i medelstora och stora artärer som kranskärl, CCA, perifera artärer och aorta. Det anses för närvarande vara en stor bidragsgivare till utveckling av hjärt-kärlsjukdom och är den ledande dödsorsak i världen (22). Det kan påskyndas av olika faktorer som livsstil, rökning, åldrandet och ärftliga. Den drabbar oftast bifurkationer där flera kärl möts eller uppdelas. Det bildas hårda fibrotiska plack och den innehåller olika substanser som cirkulerar fritt i blodet som kolesterol, kalcium samt olika inflammatoriska celler. Aterosklerosprocessen är komplicerat och börjar i kärlväggens intima lager. Endotelcellerna i intimas lager fungerar inte normalt. Detta leder till att genomsläppligheten av inflammatoriska cellerna ökar. Det blir lättare för dem inflammatoriska cellerna att komma in i kärlväggen. Monocyter omvandlas till makrofager och börjar ackumulera fett och Betalipoprotein (LDL). Det uppstår endotelskada vilket leder till att skumceller och fettstrimmor börjar bildas i kärlväggen. Lumendiameter blir förträngda och blodflödet börjar påverkas vilket är sista steget i processen av aterosklerosbildning (23, 24, 25). Det påverkar flödesmotståndet i artärer. Detta leder till att artärer och arterioler distalt om stenosområdet dilateras. Det uppstår minskad flödesreserv vilket oftast inte syns vid vila, det påverkar arbetsförmågan eftersom stenosen hindrar adekvat blodtillförsel som täcker behovet (26).
Flera DUS parametrar som hastighetskvot (PSVICA/CCA) och slutdiastolisk flödeshastighets
(EDV) i ICA kan öka tillförligheten av diagnostik. Hastighetkvoten ökar tillförligheten av Dopplerteknik eftersom kvotmätningar är mindre känsliga för andra parametrar som påverkar
flödeshastigheten till exempel hjärtminutvolym (4). Tidigare studier har gjorts mer än tio år sedan. Sjukvården är beroende av den senaste tillgängliga vetenskapliga kunskapen för att kunna ge bästa möjliga vård till patienten. Det är den biomedicinska analytikern som utför undersökningen och första bedömning av bilderna. Utifrån en biomedicinsk analytikersynvinkel är det viktig att utveckla sin kompetens och jobba utifrån den senaste vetenskapliga rönen. Det är också viktig med bekräftande studier vilket ökar trovärdigheten av tidigare studier.
Syfte
Syftet med detta arbete var att fastställa hastighetskvoten mellan den maximala hastigheten i arteria carotis interna och den maximala hastigheten i arteria carotis communis hos kvinnor och män.
Material och metod
UrvalDeltagarna som ingick i denna studie var mellan 20–65 år. Information om studien spreds genom Hälsohögskolans studenter och lärare i Jönköping. Åtta deltagare kontaktade studie ansvarig genom telefon och mejl för att anmäla för studien samt boka tid för undersökningen. Resten av deltagarna tillfrågades personligen av fyra studenter som gjorde insamlingen tillsammans. De frivilliga deltagarna genomgick undersökningen i studentkliniken i Hälsohögskolan i Jönköping. Exklusions kriterierna för denna studie var dålig insyn av kärl där hastighetsmättning inte kunde avgöras samt synliga kärlförändringar och ett systoliskt blodtryck som är ≥140 mm/Hg. Det var 39 deltagare som undersöktes varav 19 var kvinnor och 13 män. Fem deltagare exkluderas utifrån systoliskt blodtryck 140 mm/Hg, en deltagare exkluderas utifrån dålig insyn och en exkluderas utifrån synliga kärlförändringar i både CCA och carotis bifurkationen. Alla deltagare informerades skriftlig och muntligt och lämnade ett skriftligt samtycke (bilaga 1). Deltagarna blev erbjudna om att få en kopia av samtyckets blankett. Deltagarna fick även muntlig information på plats om undersökningen samt studien. Frivilligheten av deltagandet understryks på undersökning dagen.
Mätningsmetod och instrument
Arbetet utgick ifrån att mäta hastigheter i ICA och CCA bilateralt. Datainsamlingen utfördes av fyra termin sex studenter, som läser biomedicinska analytikerprogrammet med inriktning klinisk fysiologi. Varje student har bidragit till datainsamlingen genom att rotera vem som utför
undersökningen. Det blev genomsnitt tio undersökningar per student. Undersökningarna gjordes på studentkliniken i Hälsohögskolan mellan v. 14 och v.15. Deltagarnas kön, ålder, längd och vikt dokumenterades digitalt inför datainsamlingen. Inför undersökningen togs ett auskultatoriskt viloblodtryck på högerarm i sittande läge för att eliminera felkällor som kan uppstå i blodflödeshastighet. Blodtrycksmätning gjordes efter minst 5 minuters vila. Hastighetmätningarna gjordes med 3–12 MHz L12-3 linjär transducern kopplat till EPIQ 7 (Philips) ultraljudmaskin. Färdig inställt ”Carotis” applikationen används utan specifikt protokoll. Hastighetmätningarna i ICA och CCA utfördes med pulsad Doppler. Hastighetsmätningarna gjordes i ryggläge på samtliga deltagare, britsen var parallell med golvet. Mätningarna gjordes på både vänster och höger arteria carotis med Dopplervinkeln mellan 55 och 60 grader. Längdaxel vy användes för mätningarna där både ICA och CCA var synliga i 2D bilden när det var möjligt. Vid dålig visualisering av ICA och CCA i en och samma bild ändvändes bifurkationen som landmärke. Flödeshastighet mätning i ICA utfördes i proximala delen av kärlsegmentet 0,5–1,5 cm efter bifurkationen för att ge en kontinuerlig effekt av CCA till ICA. Flödeshastighet mätning i CCA utfördes i distala delen av kärlsegmentet 0,5–1,5 cm innan bifurkationen. Tre mätningar togs i både i ICA och CCA. Ett medelvärde räknades utifrån dessa mätvärden. Mätningarna gjordes i systole. Alla mätningar efter bildtagning gjordes av samma individ för att öka reproducerbarheten. Hastighetmättningar i ICA och CCA utfördes i mitten på respektive kärlsegmentet för att hitta maximala hastigheten (figur 3). Hastighetkvoten räknades utifrån formeln hastighetkvot=𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙𝑎 ℎ𝑎𝑠𝑡𝑖𝑔ℎ𝑒𝑡𝑒𝑛 𝑖 𝐼𝐶𝐴
𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙𝑎 ℎ𝑎𝑠𝑡𝑖𝑔ℎ𝑒𝑡𝑒𝑛 𝑖 𝐶𝐶𝐴
(8).
Figur 3: Dopplerpositionering vid arteria carotis communis (CCA) och arteria carotis interna (ICA).
Statistik
Insamlade data analyserades med IBM SPSS statistics v.27 (New York, USA) med student licens. Det gjordes ett Kolmogrov-Smirnov test för att avgöra om insamlade data är normal fördelat genom att kontrollera signifikant värde (p-värde). Alla p-värden som var under 0,05 kontrollerades även kurtosis och skewness. Insamlade data var ej normal fördelat utifrån normalitettest. Det användes Mann-Whitney U test för att visa om det fanns en signifikant skillnad av parametrar höger och vänster hastighetskvot mellan könen. Det gjordes även pearson korrelation test för att titta på om det fanns en samband mellan olika hastighets parametrar samt kvotmätningarna. Vid ett P-värde <0,05 ansågs skillnaden eller samband var signifikant mellan olika variabler (27).
Etiska överväganden
Detta arbete har genomgått en etisk egengransking utifrån HHJ riktlinjer (bilaga 2). Det gjordes även en etisk granskning av den forskningsetiska kommittén i Hälsohögskolan. Det var helt frivilligt att delta i studien.
Insamlade data behandlades utifrån EU:s dataskyddsförordning (GDPR). Data anses personuppgift om insamlade informationen anser en identifierad eller identifierbar person (28). All information som samlades i undersökningen förstördes efter studien blivit godkänd. Helt anonymitet kunde inte erhållas eftersom deltagarna signerade under samtyckets blanketter för att kunna vara med i studien. All data behandlades helt konfidentiellt i ett Excel dokument i digital form och var enbart tillgängligt för den som var ansvarig för studien.
Studien tog hänsyn till de grundläggande etiska principerna. Deltagandet till studien var helt frivilligt och det medförde inte någon konsekvens om individer skulle avstå från att vara med i studien. Enligt autonomiprincipen har alla individer rätt till självbestämmande (29). Information om studien gavs till deltagarna båda muntligt och skriftligt. Individer respekterades genom att betona frivilligheten och att ha rätten att avstå inför, under eller efter studien utan någon specifik anledning eller konsekvens. Alla individer behandlades på samma sätt oavsett deras kön, ålder eller etnicitet. Information om studien ges på samma sätt till alla deltagare utifrån människovärdesprincipen (29). Författaren tog deltagarnas välmående i beaktande genom att stämma av med deltagarna under utförandet av datainsamling. Utifrån icke-skada principen (29) förkortades undersökningstiden genom att dela upp undersökningen i två delar. För att uppfylla principen togs först bilderna av olika mätvärdena. All bearbetning av mätvärdena gjordes efterhand när deltagaren lämnat lokalerna. Detta möjliggjorde att minska ultraljudexponerings tiden båda för deltagarna och undersökaren.
Undersökningen utfördes med ett professionellt sätt med stor respekt till deltagarnas integritet. Studenten tog hänsyn till professionens yrkesetiska koder genom att arbeta utifrån den senaste vetenskapliga rönen inom ultraljud (30). Uppgifterna kodades inför undersökningen för att öka konfidentialiteten av insamlade data. Kodning utfördes med bokstäver och siffor för att möjliggöra identifiering efteråt för författaren om deltagaren skulle vilja dra tillbaka sin medverkan efter undersökningen. Data som samlades in under studien är inte möjlig att spåra tillbaka till någon individ. Datainsamlingen gjordes mitt i covid-19 pandemin vilket kunde medföra etiska dilemman. Studenten arbetade utifrån folkhälsomyndigheternas rekommendationer. Annat etiskt dilemma kunde varit att upptäcka patologiska förändringar i kärlen. Det gjordes en planering inför studien ifall om det skulle upptäckas kärlförändringar hos deltagarna. Vid upptäckten av patologiska förändringar ombeds deltagarna att kontakta sin vårdcentral för vidare utredning.
Resultat
I resultat inkluderades 32 deltagare med sammanlagt 64 kärl (höger och vänster) presenterades. Populationen bestod av 19 kvinnor och 13 män. I tabell 1 presenteras översiktinformation om ålder, vikt, längd, systoliskt och diastoliskt blodtryck samt body massindex (BMI). Studien visade inga signifikant skillnad i hastighetskvot på höger och vänstersida mellan könen (tabell 2).
Tabell 1: Översikt information av studiepopulationen.
Kvinna (n=19) Man (n=13)
Min. Median. Max. Min. Median. Max.
Ålder (år) 21 28 57 25 34 64 SBT (mm Hg) 110 120 130 110 120 130 DBT (mm Hg) 65 80 90 70 80 100 Vikt (kg) 45 68 92 66 82 102 Längd (cm) 158 171 178 169 183 191 BMI (kg/m2) 15,2 24,6 32,0 20,5 25,5 31,2
Alla värden är medianvärde, minimum och maximum. SBT= Systolist blodtryck, DBT= Diastolisk blodtryck, BMI= Bodymassindex.
Tabell 2: Översikt presentation av PSVICA/CCA med avseende av könen. Kvinna (n=19) Man (n=13)
Nedre Median Övre Nedre Median Övre p-värde Höger PSVICA/CCA 0,83 0,92 1,01 0,68 0,81 1,00 >0,05
Vänster PSVICA/CCA 0,71 0,92 1,04 0,64 0,72 0,95 >0,05
Alla värden är medianvärde ± kvartiler för nedre och övre gräns. PSVICA/CCA: Hastighetskvoten, CCA: Arteria Carotis Communis, ICA: Arteria Carotis Interna, PSVICA/CCA: Hastighetskvot, p-värde: signifikansvärde.
Det fanns en positiv korrelation mellan ålder och hastighetskvot på högersida (figur 4) men inte på vänstersida (r= 0,355, p= 0,046).
Figur 4: Spridning av PSVICA / CCA på höger sida med avseende av könen. Det visas även positiv korrelation (r= 0,355, p= 0,046) mellan PSVICA / CCA och ålder på högersida. PSVICA/CCA: Hastighetskvoten, CCA: Arteria Carotis Communis, ICA: Arteria Carotis Interna.
I figur 5 presenteras spridningen av PSVICA/CCA på båda sidorna mellan könen. Männen hade
Figur 5: Ett enkel boxdiagram illustration av PSVICA / CCA på höger och vänster sida med avseende av könen. I boxdiagrammet visas medianvärde, minimum, maximum, första och tredje kvartil. PSVICA/CCA: Hastighetskvoten, CCA: Arteria Carotis Communis, ICA: Arteria Carotis Interna.
Resultatet visade att vissa variationer föreligger i ICA och CCA hastigheter mellan könen utan signifikant skillnad. I tabell 3 presenteras medianvärde, första och tredje kvartiler av hastigheter som användes för att beräkna hastighetskvot.
Tabell 3: Översikt presentation av maximala systoliska hastigheter i ICA och CCA.
Kvinna (n=19) Man (n=13)
Nedre Median Övre Nedre Median Övre p-värde Höger PSVCCA 0,96 1,01 1,14 0,88 0,95 1,27 >0,05
PSVICA 0,90 0,95 0,98 0,63 0,75 1,03 >0,05
Vänster PSVCCA 0,85 0,90 1,06 0,84 1,09 1,28 >0,05
PSVICA 0,76 0,84 0,92 0,62 0,72 0,96 >0,05
Alla hastigheter är medianvärde ± kvartiler för nedre och övregräns. CCA: Arteria Carotis
Communis, ICA: Arteria Carotis Interna, PSV: Peak systolisk velocity, p-värde: signifikansvärde. Alla värden är m/s.
I tabell 4 visas pearson korrelation testresultat. Det fanns ett negativ samband mellan höger
PSVCCA hastighet och PSVICA/CCA på vänstersida. Det fanns ett negativt samband mellan vänster
PSVCCA och PSVICA/CCA på högersida. Det fanns också ett positivt samband i PSVICA/CCA mellan höger och vänstersida (figur 6,7).
Tabell 4: Pearson korrelation test mellan olika hastigheter i ICA, CCA och PSVICA/CCA.
PSVCCA (Vänster) PSVICA (Vänster) PSVICA/CCA (Vänster)
r p-värde r p-värde r p-värde
PSVCCA (Höger) 0,832** <0,001 0,320 ns -0,521** 0,002
PSVICA (Höger) 0,308 ns 0,544** 0,001 0,152 ns
PSVICA/CCA (Höger) -0,395* 0,025 0,222 ns 0,576** 0,001
* Signifikant samband med 0.05 level (2-tailed). ** Signifikant samband med 0.01 level (2-tailed).
PSVCCA: Arteria Carotis Communis hastighet, PSVICA: Arteria Carotis Interna hastighet, PSVICA / CCA: Hastighetskvot, ns: nonesignificans (p>0,05).
Figur 6: Grafisk illustration av den positiva samband mellan höger och vänster PSVICA/CCA med r= 0,576 (p= 0,001). PSVICA/CCA: Hastighetskvoten, ICA: Arteria Carotis Interna, CCA: Arteria Carotis Communis.
Figur 7: Grafisk illustrationen av negativa samband mellan höger PSVCCA och PSVICA/CCA på vänster sida med r= -0,521 (p= 0,002). PSVCCA: Arteria carotis communis hastighet, PSVICA/CCA:
Hastighetskvot.
Diskussion
MetoddiskussionSyftet med detta arbete var att fastställa hastighetskvot mellan den maximala hastigheten i arteria carotis interna och den maximala hastigheten i arteria carotis communis hos kvinnor och män med hjälp av carotis duplex. Det gjordes även en jämförelse i hastighetskvoten mellan könen.
Ultraljudutbildningar lägger stort vikt på psykomotoriska färdigheter av studenter inom ultraljud. Metoden har en inledande brant inlärningskurva. Studenter måste arbeta för att bli skickliga på att kombinera kroppens anatomi och hand-öga-koordination. Stor uppmärksamhet i utbildningen har riktats mot att hjälpa studenter att uppnå en lägsta nivå av klinisk skanningskompetens, med betoning på att slutföra ultraljudundersökningar i rimlig tid. Dock måste uppmärksamhet också ägnas åt utvecklingen av det kritiska tänkandet. Ultraljudmetoden är ett dynamiskt avbildnings teknik som ger realtid bilder av olika strukturer i kroppen. Personalen måste ständigt bearbeta information medan de skannar en patient för att kunna utvärdera och fatta beslut. Detta inkluderar att ställa lämpliga frågor för att generera hypoteser och motivera skanningsprotokoll som inkluderar kontinuerligt utvärdering och omvärdering av bilder för att nå de slutliga resultaten (31). Detta arbete gjordes inte med diagnostiksyfte.
Insamling av data gjordes av fyra studenter. Alla fick bidra till undersökningarna lika mycket. Studenterna hade olika nivåer av erfarenheter när det gäller ultraljudundersökningar. Det är en felkälla som kan orsaka fel identifiering eller mätningar i olika kärlsegment vilket gör att reproducerbarheten kan ifrågasättas. Alla studenter var närvarande vid undersökningarna där de kunde diskutera bilderna och hastighetsmätningarna. Slutgiltiga mätningsvärden uppnåddes genom en gemensam överenskommelse mellan studenter. Det är viktigt att veta att DUS avbildning av arteria carotis är en komplex typ av undersökning som kräver en viss skicklighet hos undersökaren. Den största nackdelen med denna typ av undersökning är att det är användarberoende och att det kräver omfattande övning och skicklighet för att få tillfredsställande resultat (14).
Alla mätningar i denna studie gjordes med 55–60 ° Dopplervinkel. Doppler kursor placerades mitt på respektive kärlsegment och parallellt med kärlväggen. Dopplers hastighetsvärden är grundläggande komponenter i diagnostiska kriterier för vaskulär ultraljudundersökning. Den universella Dopplervinkeln för carotis duplex är 60 ° eller mindre för att minimera felet (20). Den bästa vinkel att använda är 0 ° utifrån Dopplerekvationen men extrakraniella och perifera arteriella kärl går vanligtvis parallellt med hudytan så att en vinkel på 0 ° inte kan uppnås även med elektronisk Dopplerstrålstyrning. Det är ≤60 ° vinkel som används vid carotis undersökningar eftersom den kan uppnås vid de flesta kärlsegment. Det är viktig att välja en vinkel som kan uppnås vid alla individer för att öka reproducerbarhet och standardisera undersökningarna (20).
Hastighetsmätningarna gjordes med de grundinställningarna från leverantören av ultraljudaparaten. En betydande felkälla är att användningen av för mycket eller för lite gain på Doppler-vågformen så att antingen visningen av vågformen är helt vit eller missar den låga volymspridningen av den snabbaste strömlinjen. Detta kan göra en signifikant skillnad för PSV (32).
Denna studie har bidragit till att förbättra studentens känsla av kritisk tänkande. Duplex ultraljud är en avancerad teknik. Det är ytterst viktigt att inte lita blind på alla erhållna mätningar, men att bedöma dem med viss försiktighet.
Resultatdiskussion
Det finns olika parametrar för att bedöma stenoser i ICA så som PSV, EDV i ICA och hastighetskvoten i ICA/CCA. Hemodynamiska variationer förekommer bland olika patienter men kan också påverka samma person vid olika tidpunkter. Maximala slutsystole hastigheter som visas av DUS är beroende av inte bara graden av stenos utan också patientens
hemodynamiska status (33). Hastighetsförhållanden mellan olika kärlsegment har blivit aktuellt efter att ha fått insikt av att absoluta hastighetskriterier kan vara felaktiga under ett antal kliniska tillstånd. Hjärtarytmi, aortaklaffsjukdom, nyligen genomgående hemisfärisk stroke, carotis dilatation eller aneurysm kan leda till underskattning av stenosen medan halspulsspiral eller kinking, arteriovenösa missbildningar, carotis kroppstumörer och kontralateral svår stenos eller ocklusion kan orsaka en överskattning av stenosen (8).
Resultatet visade inga signifikanta skillnader i hastigheter mellan könen men vissa variationer i PSVICA och PSVCCA existerar. Det har rapporterats att kvinnor har lägre carotis distensibilitet
jämfört med män. Enligt Azhim et. al., har kvinnor lägre arteriell elasticitet. Skillnaden i hastigheter och dess index var relaterade till mindre kroppsstorlek hos kvinnor som till stor del stod för könsskillnaderna. Författarna spekulerar att skillnaden i hastighetsindex kan påverkades också av koncentrationer av östrogen i hormonstatus hos kvinnor (34). Det finns en allmän uppfattning om att män och kvinnor är fysiologisk lika vilket leder till att utvärdering och behandling av hjärt- och kärlsjukdomar följer samma kriterier för alla individer oavsett kön (35). Hastigheter i ICA och CCA och blodflödet inom carotis cirkulation varierar avsevärt under hela menstruationscykeln. Dessa resultat kan bidra till förklaringen av högre variationer i blodflödeshastigheter och flödesvolym hos kvinnor före klimakteriet jämfört med åldersmatchade män (36).
Hastighetskvot i ICA/CCA mellan könen visade inga statistisk signifikant skillnad. Hastighetskvoten varierade mellan könen. Detta kan bero på lumendiametern hos olika kärlsegment. CCA, ICA och ECA är mindre hos kvinnor även efter justering för kropps- och nackstorlek, ålder och blodtryck. Det kan påverka eventuella behandlingar av carotis sjukdomar (37). Comerota et. al., visar i sin studie att diametrarna för CCA, ICA och ECA också var signifikant mindre hos kvinnor jämfört med män. Lumendiameter hos kvinnor i carotis cirkulationen är mindre jämfört med män (38). Skillnaderna i storlek på ICA och CCA översätts till skillnader i förhållande i ICA-CCA mellan könen. Det finns en intressant skillnad i fördelningen av aterosklerotisk plack. Det gjordes en granskning av 5395 arteriogram från det europeiska försöket med carotis operationer och jämförelse i diameterförhållandena mellan ICA, CCA och ECA sjukdomar för att uppnå ett sannare förhållande mellan kärl. Bland de 2930 arteriogrammen som var tillgängliga för granskning var genomsnittligt ICA-CCA-förhållande och ICA-ECA-förhållande och förhållandet mellan utflödet och inflödet större hos kvinnor än hos män (38).
Det fanns ett signifikant negativ samband mellan PSVCCA på högersida till PSVICA/CCA på
vänster sida. Högre PSVCCA motsvarar en lägre PSVICA/CCA. Detta samband gäller även mellan
vänster PSVCCA och höger PSVICA/CCA. Detta kan tolkas som att förändringar i PSV inte är lokalt
utan sker generellt i hela cirkulationssystemet så länga inga patologiska tillstånd förekommer hos kärlen. Detta troligtvis kan leda till att en bilateral förändring av PSVCCA vilket motsvarar
lägre PSVICA/CCA utifrån kvotformeln. Det har rapporterats att hastigheter i CCA, ICA och
arteria vertabralis minskar under åldrandet. Lumendiameter har rapporterats vara konstant eller öka med ålder. Denna åldersrelaterade utvidgning i tvärsnittsområdet är resultat av sträckning av elastiska fibrer i kärlväggen eller en förändrad baroreceptorreflex (39).
Resultatet i denna studie visar även ett signifikant positiv samband mellan ålder och PSVICA/CCA
på höger sida medan den inte är på vänstersida. Det är oklart varför det inte visas båda sidorna med tanke på att cirkulationen är systematisk och påverkar alla kärl. Det mest märkbara kännetecknet för vaskulär åldrande är förändringen av kärlväggens mekaniska och strukturella egenskaper (40). Elastiska artärer visar två stora fysiska förändringar med åldern, de vidgas och de stelnar. Förändringarna är mest markanta i aortan, och dess största proximala grenar (41). Aortas struktur och vävnadsegenskaper som bland annat compliance och elasticitet påverkas av åldrandet (42). Det finns ett samband mellan antalet reducerade elastinfibrer samt andelen ökad kollagen i kärlväggen. Detta kan betraktas som karakteristisk för åldersrelaterad arteriell strukturell ombyggnad. Förhållandet mellan elastin och kollagen i kärlväggen förändras med stigande ålder, vilket leder till många statiska och dynamiska effekter. Elastin är nära förknippat med elasticitet, som gradvis försämras med åldern i aorta (43). Aorta-elasticiteten möjliggör fördelning av slagvolymen mellan systole och diastole. Aorta förstyvning och minskad diastoliskt blodflöde kräver en större andel av slagvolymen matas ut i systole, vilket orsakar en ökad aorta PSV. Arteria carotis är en av de huvudgrenarna av aorta och troligtvis kommer att påverkas av förändringar i aorta PSV (44). Åldern och diastolist blodtryck minskar PSV medan systoliskt blodtryck och pulstryck ökar PSV hos äldre (39).
Deltagarna med systoliskblodtryck 140 exkluderades för att eliminera felkällor som kan uppstå vid höga värden. Det har rapporterats att PSVCCA ökar hos patienter med förhöjt
blodtryck. Mellan systoliska tryck på 135 och 160 mm Hg, blodtrycket står för cirka 20% av variationen i PSV (44). Ett auskultatoriska blodtryck (BT) togs inför undersökningarna med minst fem minuters vila. Tiden varierade mellan fem minuter och 30 minuter. American Heart Association, European Society of Cardiology, European Society of Hypertension har föreslagit rekommendationer för blodtrycksmätning. Dessa riktlinjer föreslår en vilotid som varierar från tre till minst fem minuter före blodtrycksmätning (45). Aukustoltariska blodtrycksmätningar
har en del felkällor. Ett speciellt fel vid manuell blodtrycksmätning är misslyckandet med att detektera närvaron av ett auskultatorisksgap, vilket resulterar i en falskt låg uppskattning av systoliska BT. Om en manuell BT-mätning utförs med enbart auskultation, kanske det auskultatoriska gapet inte detekteras och den verkliga systoliska BT kan underskattas allvarligt. För att undvika att missa ett auskultationsgap bör arteria radialis palperas medan manschettrycket snabbt höjs till en nivå av 30 mm Hg över försvinnandet av pulsen (46). Kochanowicz et. al., beskrev i sin studie att det fanns en signifikant skillnad i PSVICA/CCA mellan
könen (4). I motsatt till deras resultat kan inte aktuellt studie påvisa signifikansen mellan könen men variationerna i PSVICA och PSVCCA finns och syns i både studierna. Resultatet kan bero på
att populationens storlek mellan dessa två studierna varierar. Populationen i aktuellt studie bestod av 32 individer med ojämn fördelning mellan könen. Populationsstorleken har en direkt påverkan på det insamlade mätvärdena för att dra tillförlitligare slutsatser. Resultatet bör tolkas med försiktighet när det görs studier i små populationer (47). Variationer i PSVICA och PSVCCA
mellan könen ger ändå tecken på att vidare studier behövs, med rätt population storlek för att visa om signifikant skillnad finns. Det kan även vara intressant att göra ett studie där BMI inkluderat som parametrar för att titta hur den påverkar olika DUS parametrar och även med hur östrogen nivån i blodet relaterar till olika DUS parametrar hos kvinnor under olika faser av menstruationscykel. Annan begränsning till studien var att undersökningarna utfördes av studenter som saknar kliniska erfarenheter, vilket beskrevs i metoddiskussionen.
Slutsatser
Studien visade inga skillnader i hastighetskvot på höger och vänstersida. Vissa variationer i hastighetskvot och hastigheter i CCA och ICA existerar mellan könen utan signifikant skillnader. Det finns ett signifikant samband mellan ålder och höger PSVICA/CCA. Detta resultat
bör tolkas med försiktighet. Vidare studier behövs med rätt population storlek för att bedöma om det verkligen finns en statistisk signifikans av de olika DUS parametrarna mellan könen.
Referenser
1. Grønseth R, Almås H., Bolinder-Palmér I, Olsson K, Stubberud D-G. Klinisk omvårdnad 2. 3 uppl. Stockholm: Liber Ab; 2021.
2. Morales MM, Anacleto A, Filho CM, Ledesma S, Aldrovani M, Wolosker N. Peak Systolic Velocity for Calcified Plaques Fails to Estimate Carotid Stenosis Degree. Annals of Vascular Surgery. 2019;59(59):1–4.
3. Ricotta JJ, AbuRahma A, Ascher E, Eskandari M, Faries P, Lal BK. Updated Society for Vascular Surgery guidelines for management of extracranial carotid disease. Journal of Vascular Surgery. 2011;54(3): e1–31.
4. Kochanowicz J, Turek G, Rutkowski R, Mariak Z, Szydlik P, Lyson T, et al. Normal reference values of ratios of blood flow velocities in internal carotid artery to those in common carotid artery using Doppler sonography. Journal of Clinical Ultrasound. 2009;37(4):208–11. 5. Horrow MM, Stassi J, Shurman A, Brody JD, Kirby CL, Rosenberg HK. The limitations of the carotid artery sonography: Interpretive and Technology related errors. American Journal of Roentgenology. 2000;174(1):189–94.
6. Preiss JE, Itum DS, Reeves JG, Duwaryi Y, Rajani R, Veeraswamy R, et al. Carotid duplex criteria for patients with contralateral occlusion. Journal of Surgical Research. 2015;193(1):28– 32.
7. Sethi D, Gofur EM, Munakomi S. Anatomy, Head and Neck, Carotid Arteries. [Updaterad 2021 Feb 8]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2021 Jan. [citerad 2021-05-06]. Hämtad från: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK545238/
8. Nicolaides A, Beach KW, Efthivoulos Kyriacou, Pattichis CS. Ultrasound and Carotid Bifurcation Atherosclerosis. London Springer London; 2012.
9. Nichols WW, Mcdonald DA. McDonald’s blood flow in arteries: theoretic, experimental, and clinical principles. 6 uppl., London: Hodder Arnold; 2011.
10. Charlick M, M Das J. Anatomy, Head and Neck, Internal Carotid Arteries. [Updaterad
2020 Jul 27]. StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2021 Jan. [citerad 2021-05-06]. Hämtad från: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK556061/
11. Yu J, Qu L, Xu B, Wang S, Li C, Xu X, et al. Current Understanding of Dolichoarteriopathies of the Internal Carotid Artery: A Review. International Journal of Medical Sciences. 2017;14(8):772–84. Figure 1, Types of DICAs; s. 773.
12. Pellerito JS, Polak JF. Introduction to vascular ultrasonography. 5 uppl. Philadelphia, Pa: Saunders/Elsevier; 2012.
13. Yu J, Qu L, Xu B, Wang S, Li C, Xu X, et al. Current Understanding of Dolichoarteriopathies of the Internal Carotid Artery: A Review. International Journal of Medical Sciences. 2017;14(8):772–84.
14. Jogestrand T. Klinisk fysiologisk kärldiagnostik. 1:15 uppl. Lund: Studentlitteratur; 2002. 15. Grant EG, Benson CB, Moneta GL. Carotid artery stenosis: gray-scale and Doppler ultrasound diagnosis. Society of Radiologists in ultrasound consensus conference. Journal of Vascular Surgery. 2004;39(3):694.
16. Murray CSG, Nahar T, Kalashyan H, Becher H, Nanda NC. Ultrasound assessment of carotid arteries: Current concepts, methodologies, diagnostic criteria, and technological advancements. Echocardiography. 2018;35(12):2079–91.
17. Kim S, Lee S, Choi HS, Jung S-L, Ahn K-J, Kim B. Pseudostenosis at the Origin of the Vertebral Artery on Contrast-enhanced MRA: Correlation with Aortic Motion on Dynamic 3D Time-Resolved Contrast-Enhanced MRA. Journal of the Korean Society of Magnetic Resonance in Medicine. 2012;16(3):236.
18. Logason K, Bärlin T, Jonsson M-L., Boström A, Hårdemark HG, Karacagil S. The Importance of Doppler Angle of Insonation on Differentiation Between 50–69% and 70–99% Carotid Artery Stenosis. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 2001;21(4):311–3.
19. Berglund E, Bo-Anders Jönsson. 1:4 uppl. Medicinsk fysik. Lund: Studentlitteratur; 2007. 20. Campbell KA, Kupinski AM, Miele FR, Silva PF, Zierler RE. Changes in Internal Carotid Artery Doppler Velocity Measurements with Different Angles of Insonation: A Pilot Study. Journal of Ultrasound in Medicine. 2020.
21. Pizzalato R. Neurosonology and Noninvasive Imaging of the Carotid arteries. Handb Clin Neurol. 2016;135(165-191).
22. Bentzon JF, Otsuka F, Virmani R, Falk E. Mechanisms of Plaque Formation and Rupture. Circulation Research. 2014;114(12):1852–66.
23. Ericson E, Ericson T. 4:8 uppl. Medicinska sjukdomar: patofysiologi, omvårdnad, behandling. Johanneshov: Mtm; 2015.
24. Libby P, Ridker PM, Hansson GK. Inflammation in Atherosclerosis. Journal of the American College of Cardiology. 2009;54(23):2129–38.
25. Woollard KJ, Geissmann F. Monocytes in atherosclerosis: subsets and functions. Nature Reviews Cardiology. 2010;7(2):77–86.
26. Jonson B, Wollmer P. Klinisk fysiologi med nuklearmedicin och neurofysiologi. 3 uppl. Stockholm: Liber; 2011.
27. Wahlgren L. SPSS steg för steg. 3 uppl. Lund: Studentlitteratur; 2012.
28. Voigt P, Von Dem Bussche A. The EU General Data Protection Regulation (GDPR). Cham: Springer International Publishing; 2017.
29. Arlebrink J. Grundläggande vårdetik: teori och praktik. 2 uppl. Lund: Studentlitteratur; 2013.
30. Yrkesetisk kod för biomedicinska analytiker. [citerad; 2021-05-06] Hämtad från: https://www.vardforbundet.se/siteassets/rad-och-stod/regelverket-i-varden/yrkesetisk-kod-for-biomedicinska-analytiker.pdf
31. Sim JH, Thoirs K. Understanding Sonography Clinical Decision-Making Learning Through Student Voices. Journal of Diagnostic Medical Sonography. 2017;33(3):184–91.
32. Eugene Zierler R. Cardiovascular haemodynamics and Doppler waveforms explained. Journal of vascular surgery. 2002;36(4):872-.
33. Pisimisis GT, Katsavelis D, Mandviwala T, Barshes NR, Kougias P. Common carotid artery peak systolic velocity ratio predicts high-grade common carotid stenosis. Journal of Vascular Surgery. 2015;62(4):951–7.
34. Azhim A, Akioka K, Akutagawa M, Hirao Y, Yoshizaki K, Obara S, et al. Effect of Gender on Blood Flow Velocities and Blood Pressure: Role of Body Weight and Height. IEEE Xplore. 2007. p. 967–70.
35. Boese AC, Kim SC, Yin K-J, Lee J-P, Hamblin MH. Sex differences in vascular physiology and pathophysiology: estrogen and androgen signaling in health and disease. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 2017;313(3):H524–45.
36. Krejza J, Mariak Z, Huba M, Wolczynski S, Lewko J. Effect of Endogenous Estrogen on Blood Flow Through Carotid Arteries. Stroke. 2001;32(1):30–6.
37. Krejza J, Arkuszewski M, Kasner SE, Weigele J, Ustymowicz A, Hurst RW, et al. Carotid Artery Diameter in Men and Women and the Relation to Body and Neck Size. Stroke. 2006;37(4):1103–5.
38. Comerota AJ, Salles-Cunha SX, Daoud Y, Jones L, Beebe HG. Gender differences in blood velocities across carotid stenoses. Journal of Vascular Surgery. 2004;40(5):939–44.
39. Siennicki-Lantz A, Wollmer P, Elmståhl S. Carotid Velocities Determine Cerebral Blood Flow Deficits in Elderly Men with Carotid Stenosis <50%. International Journal of Vascular Medicine. 2012; 2012:579531–8.
40. Jani B. Ageing and vascular ageing. Postgraduate Medical Journal. 2006;82(968):357–62. 41. Fleg JL, Strait J. Age-associated changes in cardiovascular structure and function: a fertile milieu for future disease. Heart Failure Reviews. 2011;17(4–5):545–54.
42. Garcia J, van der Palen RLF, Bollache E, Jarvis K, Rose MJ, Barker AJ, et al. Distribution of blood flow velocity in the normal aorta: Effect of age and gender. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 2017;47(2):487–98.
43. Wang M, Lakatta EG. Altered Regulation of Matrix Metalloproteinase-2 in Aortic Remodeling During Aging. Hypertension. 2002;39(4):865–73.
44. Perret RS, Sloop GD. Increased peak blood velocity in association with elevated blood pressure. Ultrasound in Medicine & Biology. 2000;26(9):1387–91.
45. Mahe G, Comets E, Nouni A, Paillard F, Dourmap C, Le Faucheur A, et al. A minimal resting time of 25 min is needed before measuring stabilized blood pressure in subjects addressed for vascular investigations. Scientific Reports. 2017;7(1).
46. Frech TM, Penrod J, Battistone MJ, Sawitzke AD, Stults BM. The Prevalence and Clinical Correlates of an Auscultatory Gap in Systemic Sclerosis Patients. International Journal of Rheumatology. 2012; 2012:590845.
47. Faber J, Fonseca LM. How sample size influences research outcomes. Dental Press Journal of Orthodontics. 2014;19(4):27–9.
