Advanced

Ultrasound and atherosclerosis. Evaluation of methods, risk factors and intervention.

Persson, Jerker LU (1997)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Hjärt-kärlsjukdomar har varit de dominerande orsakerna till sjukdom och död i västvärlden sedan decennier. Insjuknande i hjärtinfarkt och slaganfall beror bl.a. på åderförkalkning och blodproppsbildning. Åderförkalkning är en sjukdomsprocess som börjar i pulsådrornas kärlväggar åratals innan insjuknandet i infarkt eller slaganfall inträffar. Förhindrandet av första insjuknandet, s.k. primär prevention, har rönt stort intresse och prioriterats högt i stora forskningsstudier över hela världen. När man studerar insjuknande och/eller död krävs att ett mycket stort antal personer tas med i undersökningarna, varför sådana studier blir kostsamma. I studier av åderförkalkningsgrad (utan tidssamband med... (More)
Popular Abstract in Swedish

Hjärt-kärlsjukdomar har varit de dominerande orsakerna till sjukdom och död i västvärlden sedan decennier. Insjuknande i hjärtinfarkt och slaganfall beror bl.a. på åderförkalkning och blodproppsbildning. Åderförkalkning är en sjukdomsprocess som börjar i pulsådrornas kärlväggar åratals innan insjuknandet i infarkt eller slaganfall inträffar. Förhindrandet av första insjuknandet, s.k. primär prevention, har rönt stort intresse och prioriterats högt i stora forskningsstudier över hela världen. När man studerar insjuknande och/eller död krävs att ett mycket stort antal personer tas med i undersökningarna, varför sådana studier blir kostsamma. I studier av åderförkalkningsgrad (utan tidssamband med insjuknande) har man använt sig av kontraströntgen. Då kan man emellertid bara se profilen av blodkärlens insida, det s.k. lumen, och därför kan endast sena stadier av åderförkalkningssjukdomen studeras, dvs då förträngningar, plaque, uppkommit. På senare tid har man för den skull på flera håll utvecklat ultraljudsmetoder med vilka åderförkalkningsgrad kan bestämmas på enkla och relativt billiga sätt. Fördelarna med ultraljud framför kontraströntgen är att ultraljudsundersökningen är icke-invasiv (”oblodig”), ofarlig och smärtfri (inga röntgenstrålar och inga kontrastinjektioner) och relativt billig (den undersökte behöver inte stanna på sjukhuset efter undersökningen). Framför allt kan man med ultraljud se även kärlväggen i sig, och därför kan man studera även tidiga stadier av åderförkalkningssjukdomen, dvs innan förträngningar uppkommit.



En ultraljudsmetod med datorstödd bildanalys för mätning av pulsåderväggens tjocklek och storleken på plaque utvecklades i ett samarbete mellan Wallenberglaboratoriet på Sahlgrenska sjukhuset och Chalmers Tekniska Högskola i Göteborg. Målet med våra studier var för det första att visa att sådana mätningar är reproducerbara, dvs att man får samma resultat om olika personer utför mätningarna vid olika (närliggande) tidpunkter. Vi fann att när det gäller mätning av kärlväggstjockleken i halspulsådern kan detta göras med tillräckligt stor säkerhet, medan mätningar i ljumskpulsådern liksom storleksbestämning av plaque var mer osäkra. Vi ville också visa att man med metoden verkligen mäter det man tror, dvs tjockleken av pulsåderns vägg och att detta mått har någonting med åderförkalkning och med hjärt-kärlsjukdomar att göra. Av den anledningen tog vi vid obduktion ut halspulsådror från avlidna människor, ultraljudsundersökte dessa i ett vatten- och saltbad och mätte sedan kärlväggens tjocklek med vanligt mikroskop. Det ultraljudsuppmätta värdet överensstämde väl med det värde man uppmätt med mikroskop. Vidare använde vi resultatet från ultraljudsundersökning av ett stort antal individer i en jämförelse av pulsåderväggens tjocklek mellan personer med och utan plaque. Vi fann att de personer som hade plaque i halspulsådern också hade tjockare kärlvägg på andra ställen än just där plaquet satt, vilket visar att det finns ett samband mellan pulsåderväggens tjocklek och etablerad åderförkalkning. Vi hade också tillgång till uppgifter om riskfaktorer för hjärt-kärlsjukdom hos ett stort antal av de individer som genomgått ultraljudsundersökning. Det visade sig att de som hade stor risk att få hjärtinfarkt eller kärlkramp hade tjockare kärlvägg i halspulsådern än de med låg risk att insjukna, vilket visar att ultraljudsuppmätt kärlväggstjocklek mäter en process som har med insjuknande i hjärt-kärlsjukdom att göra.



Ett annat mål var att belysa sambanden mellan ultraljudsuppmätt grad av åderförkalkning i halspulsådern och riskfaktorer för hjärt-kärlsjukdom. För en sådan jämförelse hade vi tillgång till resultat från ultraljudsundersökningar av 5494 individer, hos vilka vi också kände till nivån på de vanligaste riskfaktorerna för hjärt-kärlsjukdom. Vi fann att ålder, blodtryck, kolesterol och rökning hade samband med grad av åderförkalkning hos både kvinnor och män, medan blodsocker hade betydelse endast för männen. Efter ca 2 år återundersökte vi 1545 av de 5494 individerna för att se vilka faktorer som hade betydelse för förändring i åderförkalkningsgraden i halsen. Manligt kön och blodtryck hade samband med ökning av såväl kärlväggstjocklek som plaqueförekomst och förträngningsgrad. Kolesterol hade samband endast med ökning av kärlväggstjocklek medan rökning hade samband endast med ökning av plaqueförekomst och förträngningsgrad. Fetma och ålder hade samband med ökning av plaqueförekomst, medan etablerad hjärt-kärlsjukdom hade samband med ökning av förträngningsgrad. Det starkaste sambandet såg vi emellertid mellan utgångsvärdet och tillväxthastigheten. Ju lägre utgångsvärde desto snabbare tillväxt. Detta oönskade fenomen, inom statistiken kallat ”regression mot medelvärdet”, talar för att metoden är behäftad med vissa svagheter som eventuellt kunde ha förhindrats om två undersökningar av varje individ genomförts vid studiens början och slut, något som vi kommer att överväga vid planeringen av studier framöver. Vi konstaterar också att vi med de klassiska riskfaktorerna kan förklara endast en liten del av variationen i ultraljudsuppmätt grad av åderförkalkning och av förändring i åderförkalkningsgrad. Med de erfarenheter vi fått i genomförandet av dessa studier, drar vi ändå slutsatsen att ett samband mellan ultraljudsuppmätt grad av åderförkalkning och riskfaktorer för hjärtkärlsjukdom finns, och att metoden utgör ett värdefullt instrument i studier av åderförkalkning.



Mål nummer tre var att studera effekten av behandling av riskfaktorerna för hjärt-kärlsjukdom hos ett antal medelålders män med förhöjda nivåer av dessa riskfaktorer. Männen delades in i en behandlingsgrupp och en kontrollgrupp. Behandlingsgruppen fick återkommande gruppundervisning syftande till att förändra kostvanor till det bättre, att motionera mera samt att sluta röka. I de fall blodtryck och blodfetter inte blev tillfredsställande låga under första halvåret, rekommenderades insättning av blodtryck- och/eller blodfettssänkande läkemedel. Denna behandling genomfördes utifrån gängse kliniska ställningstaganden om behandlingsbehov, och några särskilda läkemedel eller absoluta kriterier för när och till vem läkemedelsbehandling skulle ordineras, var inte förutbestämda. Kontrollgruppen lämnades utan åtgärd avseende riskfaktorerna. Ultraljudsundersökning utfördes vid studiens början och efter två år. Under denna tid kunde i båda grupperna en tillväxt i kärlväggstjocklek och i plaqueförekomst säkerställas. Någon skillnad mellan behandlings- och kontrollgrupp förelåg dock inte. Anledningen kan ha varit för få ingående försökspersoner (59 i behandlings- och 58 i kontrollgruppen), för kort uppföljningstid, eller otillräcklig effekt av behandling. Det sistnämnda återspeglas av att relativt få individer fick mediciner och att behandlingsmålen inte nåddes i alla fall. Eftersom säkerställd tillväxt kunde påvisas i båda grupperna på så pass kort tid, tror vi att denna ultraljudsmetod ändå kan användas i behandlingsstudier, men att man måste inta en betydligt aggressivare attityd vad gäller t.ex. medikamentell blodfettssänkning än vad som var fallet i vår studie.



Således drar vi slutsatserna att den använda ultraljudsmetoden ger värden som återspeglar en individs grad av åderförkalkning, att värdena kan mätas på ett reproducerbart sätt och att de är användbara i studier av åderförkalkning. (Less)
Abstract
The importance of studying cardiovascular disease before the process leads to hard end-points has been recognised, and methods to quantify early atherosclerosis have been taken in use in many research centres around the world. An ultrasound method with a computer assisted image analysing system was developed in co-operation with the Wallenberg Laboratory for Cardiovascular Research and Chalmers University of Technology in Gothenburg, Sweden. The objectives of the studies were to determine the validity and reproducibility of the method, to describe the associations between known cardiovascular risk factors and as well ultrasound-determined degree of atherosclerosis cross-sectionally as progression of these parameters, and to elucidate the... (More)
The importance of studying cardiovascular disease before the process leads to hard end-points has been recognised, and methods to quantify early atherosclerosis have been taken in use in many research centres around the world. An ultrasound method with a computer assisted image analysing system was developed in co-operation with the Wallenberg Laboratory for Cardiovascular Research and Chalmers University of Technology in Gothenburg, Sweden. The objectives of the studies were to determine the validity and reproducibility of the method, to describe the associations between known cardiovascular risk factors and as well ultrasound-determined degree of atherosclerosis cross-sectionally as progression of these parameters, and to elucidate the effects of multifactorial intervention on cardiovascular risk factors. The method proved valid and reproducible when evaluating early atherosclerosis, reflected by intima-media thickness (IMT) in the Carotid artery. Measurements of IMT in the Femoral artery and plaque size were less reproducible. In multiple regression models, ultrasound-determined degree of atherosclerosis cross-sectionally, as well as change in the degree, correlated to known cardiovascular risk factors with small differences between men and women. However, in general, the degrees of explanation were low in the multiple regression models, and the strongest determinator of progression in IMT, plaque occurrence and degree of stenosis were the baseline values, reflecting regression towards the mean. In a small pilot study, multifactorial intervention on cardiovascular risk factors resulted in no measurable effect on ultrasound-determined progression of atherosclerosis. Using the experience gained from our studies, the ultrasound method is well-suited for application in research on atherosclerosis progression and regression. In prospective studies, to avoid regression towards the mean, duplicate investigations at baseline and follow-up are recommended. In intervention studies, a more aggressive pharmacological treatment than what was the case in our study, should be applied after proper sample size calculations. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • prof Wiklund, Olof, the Wallenberg Laboratory for Cardiovascular Research, Sahlgren's Hospital, Gothenburg
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
Clinical physics, Kardiovaskulära systemet, Cardiovascular system, validation, ultrasound, reproducibility, progression, plaque, intima-media thickness, intervention, atherosclerosis, epidemiology, cardiovascular risk factors, radiology, tomography, medical instrumentation, Klinisk fysiologi, radiologi, tomografi, medicinsk instrumentering
pages
118 pages
publisher
Department of Cardiology, Clinical sciences, Lund University
defense location
dept of Medicine, University Hospital, Malmö
defense date
1997-10-24 13:30
external identifiers
  • Other:ISRN: LUMEDW/MEMM--1044--SE
ISBN
91-628-2673-5
language
English
LU publication?
yes
id
9b371127-8578-4248-b0eb-36f1a4d0adf5 (old id 29570)
date added to LUP
2007-06-13 15:57:27
date last changed
2016-09-19 08:45:08
@misc{9b371127-8578-4248-b0eb-36f1a4d0adf5,
  abstract     = {The importance of studying cardiovascular disease before the process leads to hard end-points has been recognised, and methods to quantify early atherosclerosis have been taken in use in many research centres around the world. An ultrasound method with a computer assisted image analysing system was developed in co-operation with the Wallenberg Laboratory for Cardiovascular Research and Chalmers University of Technology in Gothenburg, Sweden. The objectives of the studies were to determine the validity and reproducibility of the method, to describe the associations between known cardiovascular risk factors and as well ultrasound-determined degree of atherosclerosis cross-sectionally as progression of these parameters, and to elucidate the effects of multifactorial intervention on cardiovascular risk factors. The method proved valid and reproducible when evaluating early atherosclerosis, reflected by intima-media thickness (IMT) in the Carotid artery. Measurements of IMT in the Femoral artery and plaque size were less reproducible. In multiple regression models, ultrasound-determined degree of atherosclerosis cross-sectionally, as well as change in the degree, correlated to known cardiovascular risk factors with small differences between men and women. However, in general, the degrees of explanation were low in the multiple regression models, and the strongest determinator of progression in IMT, plaque occurrence and degree of stenosis were the baseline values, reflecting regression towards the mean. In a small pilot study, multifactorial intervention on cardiovascular risk factors resulted in no measurable effect on ultrasound-determined progression of atherosclerosis. Using the experience gained from our studies, the ultrasound method is well-suited for application in research on atherosclerosis progression and regression. In prospective studies, to avoid regression towards the mean, duplicate investigations at baseline and follow-up are recommended. In intervention studies, a more aggressive pharmacological treatment than what was the case in our study, should be applied after proper sample size calculations.},
  author       = {Persson, Jerker},
  isbn         = {91-628-2673-5},
  keyword      = {Clinical physics,Kardiovaskulära systemet,Cardiovascular system,validation,ultrasound,reproducibility,progression,plaque,intima-media thickness,intervention,atherosclerosis,epidemiology,cardiovascular risk factors,radiology,tomography,medical instrumentation,Klinisk fysiologi,radiologi,tomografi,medicinsk instrumentering},
  language     = {eng},
  pages        = {118},
  publisher    = {ARRAY(0x7a868d8)},
  title        = {Ultrasound and atherosclerosis. Evaluation of methods, risk factors and intervention.},
  year         = {1997},
}