M.E.(cvs)-wetenschap

februari 17, 2012

CVS & verstoorde perifere puls karakteristieken bij orthostase

Filed under: Diagnostiek,Fysiologie — mewetenschap @ 8:54 am
Tags: , , ,

Het werk van het team rond Julia Newton van de Universiteit van Newcastle kwam hier al meermaals aan bod (zie o.a. ‘Abnormale zuur-verwerking in spieren bij CVS’, ‘Verstoorde hart-funktie bij CVS (MR ‘tagging’)’, ‘Geen herstel van acidose na herhaalde inspanning bij CVS,…). Prof. Newton gebruikt de financiering die zij verkrijgt niet voor pietluttigheden, en is niet bang nieuwe opties te bekijken en bestaande technieken aan te wenden om verder de rol van het autonoom zenuwtelsel bij M.E.(cvs) te onderzoeken.

Voor uitleg over druk-golven en puls-druk verwijzen we naar het stukArteriële Stijfheid en Inflammatie bij CVS’.

————————-

Physiol Meas. 2012 Jan 25;33(2):231-241 (pre print)

Chronic Fatigue Syndrome and impaired peripheral pulse characteristics on orthostasis – a new potential diagnostic biomarker

John Allen (1), Alan Murray (1), Costanzo Di Maria (1) & Julia L Newton (2)

1 Microvascular Diagnostics, Regional Medical Physics Department, Freeman Hospital, Newcastle upon Tyne NE7 7DN, UK

2 UK NIHR Biomedical Research Centre in Ageing and Age-Related Diseases, Institute for Ageing and Health, Newcastle University, Newcastle upon Tyne NE2 4HH, UK

Samenvatting

Dysfunktie van het autonoom zenuwstelsel wordt frequent gerapporteerd bij Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS), m.n. orthostatische intolerantie, een courant symptoom dat op een objectieve manier kan worden vastgesteld. Deze frequente bevinding van autonome dysfunktie en symptomen bij rechtop-staan hebben het potentieel een diagnostische biomerker bij chronische vermoeidheid te bieden. In deze studie onderzochten we de klinische waarde van niet-invasieve optische ‘multi-site’ foto-plethysmografie (PPG) [meting van perifere doorbloeding m.b.v. infrarood licht] technologie om cardiovasculaire responsen op rechtop-staan te bepalen. PPG-pulsen werden op verschillende plaatsten verzameld via metingen aan de oren, vingers en tenen bij 14 patiënten met CVS en 14 voor leeftijd gematchte sedentaire individuen, gebruikmakend van een meet-protocol met een ‘baseline’ (individu in ruglig) van 10 min, gevolgd door 3 min kantelen op een ‘tilt table’ (hoofd naar boven, onder een hoek van 70°). Het percentage verandering qua ‘puls-timing’ (‘pulse-transit-time’, PTTf) en puls-amplitude (AMP) werd voor elke plaats berekend d.m.v. ‘beat-to-beat’ analyse van de puls-golf. Er werd een significante vermindering in de globale ‘puls-timing’ in respons op gecontroleerd staan gevonden voor de CVS-groep […]. Er waren geen significante verschillen tussen de groepen wat betreft de AMP-meting op om het even welke plaats. De wijzigingen qua AMP bij kantelen waren echter licht significant en negatief gecorreleerd met vermoeidheid-graad (p < 0.05). […] Een statistische analyse waarbij metingen van ‘timing’ en amplitude werden vergeleken, gaf een diagnostische correctheid van 82 % aan. Er werden puls-golf abnormaliteiten geobserveerd bij CVS en deze vertegenwoordigen potentieel een objectieve meting om CVS-patiënten te helpen differentiëren van gezonde controles.

Inleiding

[…] De pathofysiologie van Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) is nog onbekend, hoewel een aantal rapporten suggereren dat abnormaliteiten bij de werking van het autonoom zenuwstelsel frequent voorkomen en dat orthostatische intolerantie een courant symptoom is dat objectief kan worden vastgesteld [o.a. Newton JL, Okonkwo O, Sutcliffe K, Seth A, Shin J, Jones DE. Symptoms of autonomic dysfunction in Chronic Fatigue Syndrome. Q J Med (2007) 100: 519-26; zie ookVerminderde fysieke aktiviteit & autonome regulering bij CVS]. Eén van de moeilijkheden bij de herkenning van CVS is het gebrek aan een geschikte diagnostische biomerker. De regelmatige bevinding van autonome dysfunktie en symptomen bij rechtop-staan kan mogelijks een dergelijke biomerker bieden. Foto-plethysmografie (PPG) is een techniek die gebruikmaakt van een optische transducer, dikwijls infrarood, die een signaal produceert dat geassocieerd is met de verandering qua volume rode bloedcellen in het perifeer microvasculair netwerk bij elke druk-puls die door het hart wordt geïnitieerd. De belangrijkste perifere plaatsen waar het PPG puls-signaal kan worden verkregen zijn de oren, vingers en tenen, waar er een veel oppervlakkige bloedvaatjes zijn. De kenmerken van het PPG puls-signaal zijn specifiek voor een bepaalde plaats en er zijn verschillen qua timing (puls-transit-tijd) en amplitude over tijd. Bij het bestuderen van de pulsen die gelijktijdig werden verkregen (‘multi-site’ PPG) op 6 perifere plaatsen (nl. R- & L oor, vingers en tenen), geven de rechter/linker kenmerken ook belangrijke informatie over de perifere circulatie. PPG is een eenvoudige meet-techniek die ‘real-time’ beoordeling toelaat en kan leiden tot een globale meting, wat het tot een krachtig klinisch onderzoek-instrument maakt. In deze studie onderzochten we voor de eerste keer nieuwe ‘multi-site’ puls-golf parameters verkregen van over gans het lichaam in respons op rechtop-staan, als een mogelijke biomerker voor CVS. Het uiteindelijk doel van de studie was een verbeterd begrip van de onderliggende fysiologische abnormaliteiten die zich voordoen bij CVS, met het oog op toekomstige diagnostische instrumenten en behandelingen.

Methodes

Deelnemers

Alle metingen gebeurden in een temperatuur-gecontroleerde meet-kamer (23 ± 1 °C). Alle metingen werden uitgevoerd door een getrainde operator die niet op de hoogte was van de vermoeidheid-status en op ongeveer hetzelfde tijdstip van de dag. De bloeddruk werd gemeten bij individuen in ruglig in rust via een sfygmomanometer. De individuen werden gevraagd zich te onthouden van tabak of caffeïne 3 u voorafgaand aan de meting.

Individuen werden gerecruteerd via de lokale CVS Klinische Dienst. Ze voldeden allemaal aan de Fukuda diagnosticsche criteria voor CVS en niemand nam medicatie die konden interfereren met de bepaling. De controles werden gerecruteerd via oproepen in het ziekenhuis en waren sedentair en gematcht voor leeftijd, geslacht en body-mass-index (BMI). Alle individuen vulden een vragenlijst i.v.m. vermoeidheid-graad in: de gouden standaard ‘Fatigue Impact Scale’ (FIS) […]

PPG puls-golf kenmerken in respons op een gecontroleerd orthostatisch kantel-manoeuvre

[…] PPG is een niet-invasieve optische techniek die makkelijk puls-golf-vormen kan detekteren op perifere lichaam-plaatsen, nl. de oor-lel, wijs-vinger & grote-teen. Bij een gezond indvidu verwacht men een duidelijke PPG-respons op een gewijzigde lichaam-positie vergeleken met een verminderde verandering bij patiënten met autonome dysfunktie, zoals bv. patiënten met diabetes. In deze studie onderzochten we de wijzigingen qua ‘multi-site beat-to-beat’ PPG puls-amplitude en tijd-verloop (gemeten aan oren, vingers, tenen)bij gecontroleerde orthostase geïnduceerd d.m.v. ‘head-up tilt’.

[…] In deze studie verkregen we pulsen tegelijkertijd van aan de R & L oor-lellen, wijs-vingers en grote tenen. Multi-site PPG-pulsen werden opgenomen via een computer gedurende 15 min. Er werd ook een enkelvoudige ECG opgenomen om een referentie qua hart-timing te hebben. Het kantel-protocol omvatte 10 min rust (‘baseline’), gevolgd door een gecontroleerde 70° ‘head-up tilt’ gedurende 3 min, om dan terug te keren naar het horizontaal niveau. […] De kantel-tafel liet een gecontroleerde kanteling toe in minder dan 20 s.

De pulsen werden geanalyseerd om waarden te bekomen voor ‘beat-to-beat multi-site’ puls-transit-tijd (PTTf) [tijd (in ms) tussen start in het hart en de ‘voet’ (aankomst) van de puls-golf op een bepaalde site; m.a.w. de tijd van een puls-golf tussen hart en oor/vinger/teen] en amplitudes (AMP) [hoogte van de puls-golf, van voet naar piek] van het pulsatiel PPG-signaal voor gans de periode, en de veranderingen bij kanteling werden onderzocht. De mediane puls-parameters [mediaan = midden van de verdeling van de metingen] werden voor de ‘baseline’-periode gedurende 400 s berekend en voor de kantel-periode gedurende de laatste 100 s bij 70° kanteling, voor elke lichaam-plaats. […] Het percentage veranderingen qua PTTf en AMP bij kanteling werd berekend volgens de formule: Verandering (%) = [(waarde bij ‘tilt’ – waarde bij ‘baseline’)/waarde bij ‘baseline’] x 100. De perifere puls-kenmerken zijn bilateraal gelijkaardig bij individuen zonder vasculaire ziekte, d.w.z. de rechter kant zou erg gelijkaardig moeten zijn met de linker kant wat betreft timing en amplitude, en de veranderingen daarvan. Er werd daarom een gemiddelde gemaakt voor het % verandering van de rechter en linker kant voor elke lichaam-plaats.

Statistische analyse

[…]

Resultaten

Individuen

14 individuen met CVS en 14 gezonde controles […] geen significante verschillen tussen het aantal vrouwen/mannen in de twee groepen en qua leeftijd. […]

Verschillen in puls tussen controles & CVS bij ‘baseline’

PTTf & AMP: er waren significante verschillen tussen de groepen bij ‘ baseline’ voor de puls-amplitude meting aan de oren (p = 0.010). Er waren geen verschillen bij meting van AMP aan de vingers en tenen, en geen verschil op geen enkele meet-plaats voor PTTf.

Verschillen in puls tussen controles & CVS bij kanteling

Bij kanteling was het patroon gelijkaardig met dat bij ‘ baseline’: slechts significante verschillen tussen de groepen voor puls-amplitude AMP gemeten aan de oren (p = 0.014).

Relatieve wijzigingen qua puls-transit-tijd t.o.v. ‘baseline’ in respons op orthostase

De relatieve veranderingen in PTTf van ‘baseline’ naar gekantelde positie: de verandering was enkel statistisch significant voor meting aan de oren (p = 0.005). Er werd dan een samengestelde PTTf respons score berekend door het optellen van de absolute PTTf-veranderingen gemeten aan de oren, vingers en tenen (telkens gemiddelden van de R en L kant) en dit was significant lager voor de CVS-groep vegeleken met controles (p = 0.002).

Relatieve wijzigingen qua puls-amplitude t.o.v. ‘baseline’ in respons op orthostase

Er waren geen significante verschillen voor amplitude-veranderingen tussen de controle- en CVS-groepen op individuele meet-plaatsen en ook geen significant verschil voor de samengestelde AMP respons score. […]

Relatie tussen puls-metingen & ‘Fatigue Impact Score’ (FIS)

Er werd een significant negatief verband gevonden in de patiënten-groep tussen vermoeidheid-ernst (FIS) en de relatieve verandering qua puls-amplitude gemeten aan het oor bij kanteling (p < 0.05) […]. Er werd geen significante relatie gevonden tussen FIS en de ‘baseline’ amplitude-metingen of tussen FIS en verandering bij kanteling qua amplitude-metingen aan vingers of tenen. Er werd geen duidelijk verband gevonden tussen FIS en om het even welke PTTf-metingen bij ‘baseline’ of kanteling.

Piloot-beoordeling van diagnostische klassificatie accuraatheid

[…]

Discussie en samenvatting

Deze studie heeft bevestigd dat er puls-golf abnormaliteiten zijn – in rust en in respons op orthostase bij de invaliderende ziekte CVS – die potentieel kunnen worden gebruikt als diagnostische merker om te helpen identificeren welke individuen voordeel zouden kunnen halen uit verdere klinische en objectieve beoordeling. Deze studie is nieuw in die zin dan we we ‘state-of-the-art’ ‘multi-site’ PPG-technologie hebben gebruikt om cardiovasculaire responsen op een gecontroleerde kanteling na te gaan.

Onze studie heeft, met deze nieuwe methodologie, aangetoond dat er significante verschillen waren tussen de CVS-patiënten-groep en gematchte controles bij ‘baseline’ wat betreft  de meting van puls-amplitude aan het oor. Puls-metingen aan het oor zijn relatief nieuw: studies suggereren dat golf-vorm-metingen via puls-plethysmografie aan het oor een diagnostisch instrument zouden kunnen zijn om klinisch significante hypovolemie te detekteren vóór de aanvang van cardiovasculaire decompensatie [veel te lage bloeddruk; wanneer het hart niet meer in staat is een voldoende circulatie te onderhouden; door verhoogde vraag of een struktureel defekt]. Onze bevinding van abnormale puls-golf-vorm gemeten aan het oor in deze CVS-groep, samen met studies die suggereren dat CVS geassocieerd zou kunnen zijn met ‘klein hart syndroom’ [Miwa K, Fujita M. Small heart syndrome in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Clinical Cardiolog (2008) 31: 328-33] en/of een verminderd bloed-volume [bv. Chronic Fatigue Syndrome: Illness-severity, sedentary lifestyle, blood-volume and evidence of diminished cardiac function. Clinical Science 2010, 118:125-135; zie Bloedvolume & verminderde hartfunktie bij CVS], zou suggereren dat de niet-invasieve technologie die hier werd gebruikt het potentieel heeft abnormaliteiten qua vasculair volume te detekteren bij patiënten met CVS.

Eerdere studies hebben aangegeven dat de puls-breedte bij plethysmografische metingen aan het oor bijzonder gevoelig zijn voor veranderingen qua systemische vasculaire resistentie, wat waardevol bewijs met betrekking tot de wijzigingen van de perifere vasculaire tonus oplevert. Deze beperkte preliminaire studie, die slechts een klein aantal individuen omvatte, bekeek echter niet de impact van een gewijzigde houding op de metingen. Onze bevinding van dalingen qua puls-transit-tijd op orthostase bij CVS vergeleken met gematchte controles […] zou aangeven dat dit een techniek is die inzichten kan bieden in de mechanismen die ten grondslag liggen van de  pathogenese van CVS.

Het is interessant dat de overheersende abnormaliteiten qua puls-golf-vorm, die bij deze studie werden gevonden, tot uiting kwamen aan de oren. Studies suggereren dat het oor relatief immuun is voor vasoconstrictieve uitdagingen, wat er voor zorgt dat plethysmografische golf-vormen gemeten aan de oren een geschikte controle voor centrale haemodynamische wijzigingen is, waarbij plethysmografische puls-breedte gemeten aan de oren een goede correlatie bleek te vertonen met cardiale output. Studies hebben verminderde cardiale output bij CVS (vergeleken met controles) aangetoond [bv. Hollingsworth KG, Jones DEJ, Taylor R, Blamire AM, Newton JL. Impaired cardiovascular response to standing in Chronic Fatigue Syndrome. European Journal of Clinical Investigation (2010) 40: 608-15; zie ‘Verstoorde cardiovasculaire respons op staan bij CVS], wat de bevindingen van deze studie kan verklaren. Een andere mogelijke verklaring is dat onze bevinding van een verminderde PTTf gemeten aan de oren gelinkt zou kunnen zijn met verstoorde cerebrale auto-regulering [CA; het verschijnsel waarbij bloedvaten in de hersenen bij verschillende bloeddrukken een constante bloeddoorstroming handhaven door de weerstand te verminderen] en dat deze reaktie abnormaal is in respons op de stress bij rechtop-staan. Studies hebben gesuggereerd dat verstoorde cerebrale auto-regulering wordt gevonden bij mensen met het positionele orthostatische tachycardie syndroom. Onze eerdere studies hebben bevestigd dat er een aanzienlijke overlap bestaat tussen CVS en het posturale orthostatische tachycardie syndroom [Hoad A, Spickett G, Elliott J, Newton JL. Postural orthostatic tachycardia syndrome is an under-recognised condition in Chronic Fatigue Syndrome. QJM (2008) 101: 961-5] en het zou kunnen dat abnormale cerebrale auto-regulering verantwoordelijk is voor sommige van de orthostatische symptomen beschreven bij deze patiënten.

Onze bevinding van een verband tussen verhoogde vermoeidheid (vastgesteld door gebruik te maken van de FIS) en een verminderde verandering qua AMP, suggereert dat deze abnormaliteit geassocieerd is met symptoom-ernst. Hoewel we geen oorzakelijk verband kunnen suggereren, geloven we dat deze bevinding verdere evaluatie vereist bij grote aantallen goed-gekarakteriseerde patiënten, om te bepalen of deze associatie een fysiologische betekenis heeft en een rol speelt bij de pathogenese of de bestendiging van symptomen bij CVS. Verdere studies zouden ook het volgende moeten bekijken: de herhaalbaarheid van de test, de link tussen puls-metingen en hartslag & bloeddruk bij kanteling, verdere cluster-analyse om volledige informatie te verkrijgen uit de ‘multi-site’ PPG metingen, en inclusie van andere vermoeidheid-gerelateerde patiënten als verdere controles.

We geloven dat deze studie het potentieel benadrukt van ‘multi-site’ PPG beoordelingen als een diagnostische biomerker bij CVS. De abnormaliteiten die we bij deze studie hebben gevonden, houden fysiologisch steek in het licht van de bestaande literatuur bij CVS en analyse bevestigt de bruikbaarheid van deze objectieve meting om CVS-patiënten en controles te differentiëren. Deze piloot-studie benadrukt de nood om het gebruik van PPG-technologie te testen bij een andere goed-gekarakteriseerde CVS-populatie.

Geef een reactie »

Nog geen reacties

RSS feed for comments on this post. TrackBack URI

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

Maak een gratis website of blog op WordPress.com.

%d bloggers op de volgende wijze: