dc.contributor.author
Li, Lulu
dc.date.accessioned
2018-06-07T15:08:56Z
dc.date.available
2017-05-29T09:31:57.869Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/635
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-4837
dc.description.abstract
Generally, the severity of PAD is monitored over time by the ankle-brachial
index (ABI); however, the disease progression of PAD in diabetic individuals
is often underestimated due to frequent medial vascular calcification (VCm).
To improve the diagnostic precision of PAD for diabetic patients, two novel
Doppler measurements that assess peripheral blood flow were investigated: the
maximal systolic acceleration (ACCmax) and relative pulse slope index (RPSI).
The feasibility of these non-invasive approaches was validated in a
prospective clinical trial using a novel algorithm called ‘Gefäßtachometer’.
1) Specifically, ACCmax and RPSI were evaluated in 168 patients (310 arteries
measured), including 91 non-diabetic and 77 diabetic patients. The optimal
threshold of ACCmax was calculated to be 444 cm/s2 in the diabetic population,
with a positive predictive value (PPV) of 96% and a negative predictive value
(NPV) of 72%. The optimal threshold of RPSI was calculated to be 74 s-1 in
diabetic populations, with a PPV of 91% and an NPV of 71%. Compared to the ABI
measurements, the diagnostic PPVs increased by 22% using ACCmax and by 17%
using RPSI. A logistic regression and a parallel test were conducted, which
further increased the diagnostic specificity to 95% in the diabetic
population. 2) Twenty-five PAD patients were enrolled one day before
revascularisation, and 44 tibial arteries were measured one day before
revascularisation and directly after revascularisation. The ACCmax increased
from 427.83 ± 171.67 cm/s2 to 509.30 ± 171.23 cm/s2 (P = 0.002); the RPSI
decreased from 82.17 ± 58.76 s-1 to 64.08 ± 39.65 s-1 (P = 0.022). 3)
Moreover, a dynamic change of ACCmax and RPSI under different ECP treatment
pressures was observed in 18 healthy volunteers. The ECP device, composed of
electrocardiographic-triggered compressions of the lower extremities, has been
widely applied for refractory angina pectoris. With an increase of ECP
pressure from 0 to 200 mmHg, the haemodynamics of the participants responded
differently on an individual basis to the increase of ECP pressure, and the
maximal amplitude of diastolic ACCmax was approximately 200%. In summary, the
RPSI and ACCmax measurements provided a more predictive diagnosis than ABI for
estimating the PAD status in diabetic patients. The digital translation of
Doppler signals and the computer-assisted calculation of haemodynamics served
as essential technical foundations for future computer-aided PAD diagnoses.
These data may guide post-revascularisation surveillance and may allow for
optimised and novel individual ECP treatments.
de
dc.description.abstract
Allgemeinen wird die periphere arterielle Verschlusskrankheit (pAVK) durch die
Messung des Knöchel-Arm-Index (ABI) in Stufen eingeteilt und überwacht. Jedoch
wird das Fortschreiten der pAVK bei Diabetikern häufig aufgrund von medialen
Gefäßverkalkungen (VCm) unterschätzt. Um die Genauigkeit einer pAVK Diagnose
für Diabetes-Patienten zu verbessern, wurden in dieser Arbeit zwei neue
Doppler-Messungen des peripheren Blutfluss durch computer-gestürzte
Algorithmen (Gefäßtachometer) untersucht: 1) die maximale systolische
Beschleunigung (ACCmax) und 2) der relative Pulse Slope Index (RPSI). Die
Qualität dieser nicht-invasiven Messansätze wurde in einer prospektiven
klinischen Studie in drei Teilschritten charakterisiert. 1) Für die oben
beschriebenen Validierung der Messparameter ACCmax und RPSI wurden 168
Patienten (310 Arterien gemessen) untersucht, wovon insgesamt 91 nicht-
Diabetes Patienten und 77 Diabetes-Patienten waren. Um eine pAVK bei Diabetes-
Patienten zu diagnostizieren zeigte sich bei der ACCmax-Messung ein optimaler
Schwellenwert von 444 cm/s2; der positive Vorhersagewert (positive predictive
value - PPV) lag hier bei 96% und der negative Vorhersagewert (negative
predictive value - NPV) bei 72%. Um eine pAVK bei Diabetes-Patienten
vorherzusagen lag der optimale Schwellenwert bei der RPSI Messung bei 74 s-1;
mit einem PPV von 91% und einem NPV von 71%. Im Vergleich zu einer ABI-
Messungen erhöht sich der diagnostische Vorhersagewert PPV bei der ACCmax
Messung um 22% und bei der RPSI Messung um 17%. Weiterhin wurde ein
statistische Paralleltest durchgeführt, welcher die diagnostische Spezifität
in der diabetischen Population auf 95% erhöhte. 2) Fünfundzwanzig PAD
Patienten wurden einen Tag vor Revaskularisierung einer ACCmax und RPSI
Messung unterzogen. Hierfür wurden 44 Tibialarterien einen Tag vor der
Revaskularisierung und direkt nach Revaskularisation untersucht. Vor/Nach
Messung stiegen die ACCmax Mittelwerte im Ergebnis von 427,83 ± 171,67 cm/s2
bis auf 509,30 ± 171,23 cm /s2 (P = 0,002); die RPSI Mittelwerte verringerte
sich von 82,17 ± 58,76 s-1 auf 64,08 ± 39,65 s-1 (P = 0,022). 3) Im dritten
Studienabschnitt wurde eine dynamische Änderung von ACCmax und RPSI unter
verschiedenen ECP Behandlungsdruckstufen an 18 gesunden Probanden untersucht.
Ergebnisse zeigten, dass ein Anstieg des ECP-Therapiedruckes von 0-200 mmHg
eine individuell unterschiedliche Hämodynamik bei den Teilnehmern bewirkt. Die
Erhöhung des ECP-Drucks bewirkte eine maximale Amplitude des diastolischen
ACCmax von 200%. Zusammenfassend zeigte die hier beschriebene Studie, dass die
Gefäßtachometer Technik, zur Bestimmung des RPSI und ACCmax eine prädiktiver
Diagnose der pAVK bei Diabetes-Patienten besser abschätzen kann als eine
klassische ABI-Messung. Die hier beschrieben Parameter zeigten auch ihren
Nutzen bei der post-Revaskularisations-Überwachung und für die Bestimmung
eines optimierten und individuellen ECP-Therapiedruck zur Behandlung der pAVK.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
fluid shear stress
dc.subject
relative pulse slope index
dc.subject
peripheral arterial disease
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Measuring fluid shear stress with a novel Doppler-derived relative pulse slope
index and maximal systolic acceleration approach to detect peripheral arterial
disease and to modulate arteriogenesis
dc.contributor.contact
charitelilulu@gmail.com
dc.contributor.contact
lulu.li@charite.de
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2017-06-25
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000104253-6
dc.title.translated
Messung der Flüssigkeitsschubspannung mit einem neuartigen Doppler-
abgeleiteten relativen Pulsabfallindex und maximalem systolischem
Beschleunigungsansatz, um eine periphere arterielle Erkrankung zu detektieren
und die Arteriogenese zu modulieren
de
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000104253
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000021094
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access