Polsgolfanalyse (Engels: Pulse Wave Analysis, PWA) is een techniek in de geneeskunde waarbij de vorm van de polsgolf (bloeddrukgolf) wordt beoordeeld. Uit een perifere registratie van de polsgolf (bovenarm, pols of vinger) kan de centrale polsgolf (in de grote lichaamsslagader) herleid worden. Een aantal afgeleide hemodynamische parameters uit de centrale polsgolf zijn in verband gebracht met een verhoogd risico op hart- en vaatziekten. Daar de techniek van PWA nog niet wijd verspreid is en over de afkapwaarden nog geen consensus bestaat, worden deze parameters in de richtlijnen voor cardiovasculair risicomanagement nog niet als standaardbepaling geadviseerd.
Geschiedenis thumb|De sfygmograaf van MareyHet voelen van de pols wordt sinds de oudheid al geïdentificeerd met de arts. In 1827 baseerde Richard Bright de diagnose hypertensie al op de "hardheid" van de pols en de kracht die nodig was om de pols te stoppen.Bright R. Reports of medical cases selected with a view of illustrating the symptoms and cure of diseases by a reference to morbid anatomy. London, Longmans, 1827 Later werden door Étienne-Jules MareyMarey EJ. Recherches sur le pouls au moyen d'un nouvel appareil enregisteur: le sphygmographe. Paris: E Thunot et Cie, 1860 en Frederick Akbar MahomedMahomed FA. The physiology and clinical use of the sphygmograph. Med Times Gazette 1872; 1: 62 technieken ontwikkeld om de pols grafisch te registreren (sfygmografie). Het gebruik was echter omslachtig en werd vervangen door de sfygmomanometer van Scipione Riva-RocciRiva-Rocci S. Un nuovo sfigmomanometro. Gazzet Med Torino 1896; 47: 981 – 1001 en Nikolaj Korotkov.Korotkov N. To the question of determining the blood pressure (from the clinic of Professor C.P. Federoof). Rep Imp Milit Acad 1905; 11: 365 – 367 Het bepalen van de bovendruk (systolische bloeddruk) en de onderdruk (diastolische bloeddruk) was gemakkelijker en kon in verband gebracht worden met cardiovasculaire events.Postel-Vinay N. A century of arterial hypertension 1896 – 1996. Chichester, UK: John Wiley & Sons; 1996 Later werd ook de polsdruk herkend als risicofactor.Staessen JA, Gasowski J, Wang JG, Thijs L, Hond ED, Boissel JP, et al. Risks of untreated and treated isolated systolic hypertension in the elderly: Meta-analysis of outcome trial. Lancet 2000; 355: 865-872Staessen JA, Fagard R, Thijs L. Randomised double-blind comparison of placebo and active treatment for older patients with isolated systolic hypertension. Lancet 1997; 350: 757-764Liu L, Wang JG, Gong L, Liu G, Staessen JA, for the Systolic Hypertension in China (Syst-China) Collaborative Group. Comparison of active treatment and placebo for older patients with isolated systolic hypertension. J Hypertens 1998; 16: 1823-1829Amery A, Birkenhäger W, Brixko P, Bulpitt C, Clement D, Deruyttere M, et al. Mortality and morbidity results from the European Working Party on High Blood Pressure in the Elderly trial. Lancet 1985; 1: 1349-1354Coope J, Warrender TS. Randomised trial of treatment of hypertension in elderly patients in primary care. BMJ 1986; 293: 1145-1151Dahlöf B, Lindholm LH, Hansson L, Scherstén B, Ekbom T, Wester P-O. Morbidity and mortality in the Swedish Trial in Old Patients with Hypertension (STOP-hypertension). Lancet 1991; 338: 1281-1285MRC Working Party. Medical Research Council trial of treatment of hypertension in older adults: Principal results. BMJ 1992; 304: 405-412Medical Research Council Working Party. MRC trial of treatment of mild hypertension: Principal results. BMJ 1985; 291: 97-104 In de 20ste eeuw is er veel discussie geweest over welke van deze drie parameters gebruikt moet worden voor schatting van het risico op hart- en vaatziekten. Anno 2015 geniet de bovendruk de voorkeur.NHG-Standaarden: Cardiovasculair risicomanagement (Tweede herziening). Huisarts Wet 2012;55(1):14-28Perk J, De Backer G, Gohlke H. The Fifth Joint Task Force of the European Society of Cardiology and Other Societies on Cardiovascular Disease Prevention in Clinical Practice. European Heart Journal (2012) 33, 1635–1701 Eind 20ste en begin 21ste eeuw zijn er nieuwe technieken ontwikkeld die een veel nauwkeurigere registratie geven van de polsgolf dan de sfygmograaf van Marey en Mahomed. Het is daarmee mogelijk geworden uit perifere registratie van de polsgolf de centrale polsgolf te reconstrueren. De centrale systolische bloeddruk en de centrale polsdruk bleken beter gecorreleerd met hart- en vaatziekten dan hun perifere variant.
Fysiologische aspecten van de polsgolf thumb|PolsgolfamplificatieDoor samentrekking van het hart wordt naast een hoeveelheid bloed (slagvolume) ook een polsgolf (Pulse Wave) de vaten ingestuurd. Deze polsgolf kan geregistreerd worden als een bloeddrukgolf (Pressure Wave) of een bloedstroomgolf (Flow Wave). In de meeste gevallen wordt voor PWA (alleen) de drukgolf gebruikt. Het is daarom dat de term polsgolf vaak als synoniem wordt gezien van de term bloeddrukgolf. De polsgolf is onderhevig aan terugkaatsingseffecten die de initiële golf constructief of destructief kunnen beïnvloeden. Grote golfreflecties worden voornamelijk gezien bij aftakkingen of vernauwingen van de vaten. Geleidelijke reflectie treedt ook op door de afname van de vaatdiameter (tapering). De initiële golf verplaatst zich in de richting van de periferie (voorwaartse golf, Forward Wave). De gereflecteerde golven gedragen zich als één enkele golf die zich verplaatst in de richting van het hart (achterwaartse golf, Backward Wave). Reflecties van de pressure wave zijn positief, maar reflecties van de flow wave zijn negatief. Dit zorgt ervoor dat de samengestelde golven van pressure en flow van elkaar verschillen. De samengestelde golven kunnen gemeten worden (Measured Wave). Als de pressure wave en flow wave tegelijk worden gemeten, kunnen de voorwaartse en achterwaartse golf van elkaar worden onderscheiden (golfseparatie-analyse, Wave Seperation Analysis, WSA). Omdat meestal alleen de pressure wave wordt gemeten, zijn er methoden ontwikkeld die vanuit de pressure wave ook een schatting maken van de flow wave (Triangulation). Vooralsnog is dit een vrij grove benadering en is voorzichtigheid geboden bij de interpretatie van de resultaten. Met WSA kunnen de terugkeertijd (Return Time, RT) en de reflectiegrootte (Reflection Magnitude, RM) worden bepaald. Deze parameters hebben grote invloed op de golfvorm. Naarmate verder van het hart gemeten wordt neemt de RT af en de RM toe. Dit zorgt ervoor dat de bovendruk, en zodoende ook de polsdruk, naar de periferie toe stijgt. Dit fenomeen wordt polsgolfamplificatie (Pulse Wave Amplification) genoemd. Vooral bij soepele vaten, zoals bij jonge personen, geeft dit een groot verschil tussen de centrale en de perifere systolische bloeddruk (en polsdruk). Bij ouderen, met stijve vaten, is dit effect nog maar klein. De gemiddelde slagaderlijke bloeddruk (Mean Arterial Pressure, MAP) en de onderdruk (diastolische bloeddruk) nemen naar de periferie toe weinig af.Westerhof N, Westerhof BE. A review of methods to determine the functional arterial parameters stiffness and resistance. Journal of Hypertension 2013, 31:1769–1775Avolio AP, Van Bortel LM, Boutouyrie P, et al. Role of pulse pressure amplification in arterial hypertension: experts' opinion and review of the data. Hypertension. 2009 Aug;54(2):375-83Westerhof BE, Guelen I, Westerhof N, Karemaker JM, Avolio A. Quantification of wave reflection in the human aorta from pressure alone: a proof of principle. Hypertension 2006; 48:595–601
Methoden Invasieve bepaling van de polsgolf is de gouden standaard. Druk en flow kunnen daarmee exact geregistreerd worden. Voor de dagelijkse praktijk zijn er non-invasieve methoden ontwikkeld die moeten worden geijkt aan de invasieve methode. Drukmetingen worden gedaan met een bloeddrukmeter. De golfvorm van de pressure wave kan worden bepaald met behulp van occlusieve applanatietonometrie of met een oscillometrische bloeddrukmeter. De golfvorm van de flow wave kan met behulp van echo-doppler worden bepaald, of worden geschat uit de pressure wave. Met behulp van fourieranalyse kan een transferfunctie (Transfer Function, TF) worden verkregen die de perifere golfvorm om kan zetten in de centrale golfvorm.Stergiopulos N, Westerhof BE, Westerhof N. Physical basis of pressure transfer from periphery to aorta: a model-based study. Am J Physiol. 1998 Apr;274(4 Pt 2):H1386-92 Vergelijking met de invasieve registratie van de centrale golf geeft ruim 90% overeenkomst van het resultaat.Karamanoglu M, O'Rourke MF, Avolio AP, et al. An analysis of the relationship between central aortic and peripheral upper limb pressure waves in man. Eur Heart J 1993; 14: 160-167Chen-Huan C, Nevo E, Fetics B, et al. Estimation of central aortic pressure waveform by mathematical transformation of radial tonometry pressure. Circulation 1997; 95: 1827-1836Fetics B, Nevo E, Chen C-H, Kass DA. Parametric model derivation of transfer function for noninvasive estimation of aortic pressure by radial tonometry. Trans IEEE July, 1999
Afgeleide parameters De meeste automatische bloeddrukmeters geven tegenwoordig (2015) al enkele hemodynamische parameters van perifere PWA (systolische armbloeddruk, diastolische armbloeddruk, gemiddelde slagaderlijke druk en hartslagfrequentie). Uit de centrale polsgolf zijn meerdere parameters af te leiden die een verband houden met het risico op hart- en vaatziekten of interessant zijn voor fysiologisch onderzoek. Enkele relevante parameters worden hieronder toegelicht.
Centrale bloeddruk thumb|Bepaling van de augmentatie-index uit de centrale polsgolf.De centrale bloeddruk duidt doorgaans op de bloeddruk in het beginstuk van de aorta. Vooral bij soepele vaten kan deze erg verschillen van de perifere (arm)bloeddruk. Het is de centrale bloeddruk die "gevoeld" wordt door de vitale organen (hart, hersenen, nieren) en de grote vaten.Trudeau L. Central Blood Pressure as an Index of Antihypertensive Control: Determinants and Potential Value. Canadian Journal of Cardiology 30 (2014) S23eS28 Meerdere studies hebben aangetoond dat de centrale systolische bloeddruk een betere voorspeller is van hart- en vaatziekten dan de systolische armbloeddruk. Het voorspellende voordeel blijkt echter klein en neemt af naarmate de leeftijd van de patiëntengroep hoger wordt. Ook de centrale polsdruk (Pulse Pressure, PP) lijkt een betere voorspeller te zijn dan de perifere polsdruk.
Augmentatie-index De augmentatie-index (Augmentation Index, AIx) is een maat voor de versterking van de voorwaartse golf door de achterwaartse golf. De augmentatiedruk is het verschil tussen de hoogte van de tweede piek en de hoogte van de eerste piek in de polsgolf. De AIx is de augmentatiedruk (Augmentation Pressure, AP) gedeeld door de polsdruk (Pulse Pressure, PP) en wordt doorgaans uitgedrukt als percentage.Swillens A, Segers P. Assessment of arterial pressure wave reflection: Methodological considerations. Artery Research (2008) 2, 122e131
De AIx is een voorspeller van hart- en vaatziekten vanwege het verband met vaatwandstijfheid. Omdat er nog meer variabelen zijn die de AIx beïnvloeden (onder andere lengte, leeftijd, geslacht, hartslagfrequentie, bloeddruk) wordt het als losstaande waarde niet gebruikt binnen het kader van cardiovasculair risicomanagement.Hughes AD, Park C, Davies J, Francis D, McG Thom SA, et al. (2013) Limitations of Augmentation Index in the Assessment of Wave Reflection in Normotensive Healthy Individuals. PLoS ONE 8(3): e59371 Het kan in combinatie met de polsgolfsnelheid van de aorta extra informatie geven over de bijdrage van vaatwandstijfheid aan de terugkaatsingseffecten van de polsgolf.Laurent S, Cockcroft J, Van Bortel L, Boutouyrie P, Giannattasio C, Hayoz D, et al. Expert consensus document on arterial stiffness: methodological issues and clinical applications. Eur Heart J 2006; 27:2588–2605
Reflectiegrootte