Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC mXHc5fLy3bmtrcBL4nN9DwL S0066-782X2025000500302 00302 10.36660/abc.20240778 Artigo Original Avaliação Não Invasiva da Pressão Arterial Central e da Forma de Onda Intracraniana em Pacientes Hipertensos: Um Estudo Transversal 0000-0002-5784-9991 Inuzuka Sayuri Obtenção de dados Análise e interpretação dos dados Redação do manuscrito Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo 1 0000-0002-0954-4261 Correia Mikaelle Costa Concepção e desenho da pesquisa Obtenção de dados Análise e interpretação dos dados Análise estatística Redação do manuscrito Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo 1 Costa Matheus Martins da Obtenção de dados Redação do manuscrito 1 Costa Thiago Oliveira Obtenção de dados Análise e interpretação dos dados Redação do manuscrito 1 0000-0002-5487-4649 Vitorino Priscila Valverde de Oliveria Concepção e desenho da pesquisa Análise e interpretação dos dados Análise estatística Redação do manuscrito Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo 2 Piza Polyana Vulcano de Toledo Concepção e desenho da pesquisa Redação do manuscrito Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo 3 Frigieri Gustavo Concepção e desenho da pesquisa Redação do manuscrito Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo 4 5 Sousa Ana Luiza Lima Concepção e desenho da pesquisa Análise estatística Redação do manuscrito Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo 1 Coca Antonio Concepção e desenho da pesquisa Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo 6 0000-0002-1265-1930 Barroso Weimar Kunz Sebba Concepção e desenho da pesquisa Análise e interpretação dos dados Obtenção de financiamento Redação do manuscrito Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo 1 3 7 Unidade de Hipertensão Arterial Universidade Federal de Goiás Goiânia GO Brasil Unidade de Hipertensão Arterial – Universidade Federal de Goiás, Goiânia, GO – Brasil Pontifícia Universidade Católica de Goiás Escola de Ciências Sociais e da Saúde Goiânia GO Brasil Pontifícia Universidade Católica de Goiás – Escola de Ciências Sociais e da Saúde, Goiânia, GO – Brasil Hospital Israelita Albert Einstein Goiânia GO Brasil Hospital Israelita Albert Einstein, Goiânia, GO – Brasil Brain4care São Paulo SP Brasil Brain4care, São Paulo, SP – Brasil Laboratório de investigação médica 62 Universidade de São Paulo São Paulo SP Brasil Laboratório de investigação médica 62, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP – Brasil School of Health and Life Sciences Universitat Abat Oliba CEU CEU Universities Barcelona Espanha School of Health and Life Sciences. Universitat Abat Oliba CEU, CEU Universities, Barcelona – Espanha Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Goiás Goiânia GO Brasil Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Goiás, EBSERH, Goiânia, GO – Brasil Mikaelle Costa Correia • Universidade Federal de Goiás – 1ª Avenida, Setor Leste Universitário. CEP 74605-050, Goiânia, GO - Brasil E-mail: mikaelleccorreia@gmail.com, mikaelle.pesquisa@gmail.com

Paulo B. Veiga Jardim

Gustavo Frigieri declara ser o cofundador e diretor científico do Brain4Care.

 09 05 2025 04 2025 122 5 e20240778 21 11 2024 27 01 2025 16 02 2025 Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da licença de atribuição pelo Creative Commons Resumo Fundamento

Há uma forte associação entre hipertensão e doença cerebrovascular, principalmente acidente vascular cerebral e déficit cognitivo. Porém, os mecanismos dessa relação não são completamente compreendidos.

 Objetivos

Analisar a relação da pressão arterial periférica, pressão arterial central e da rigidez arterial, com a pressão intracraniana (PIC) em pacientes com hipertensão crônica.

 Métodos

Indivíduos adultos foram consecutivamente incluídos no estudo entre novembro de 2022 e agosto de 2023. O ponto de corte identificado para definir hipertensão intracraniana (HTIC) pela razão de onda de pico (P2/P1) foi 1,2, e o ponto de corte para o tempo para o pico (TPP) foi 0,25. O nível de significância adotado na análise estatística foi 5%.

 Resultados

Um total de 145 pacientes (32 homens e 113 mulheres) com hipertensão crônica (média de tempo desde o diagnóstico de 20 ± 12 anos) foram avaliados por um período de 10 meses. A idade mediana foi 69,0 (61,8 – 75,7) anos e o índice de massa corporal mediano foi 29,0 (25,4 – 33,1) Kg/m2. O valor mediano da razão P2/P1 para todas as cortes foi 1,4 (1,2 – 1,5) e do TPP 0,24 (0,21 – 0,29). A análise foi realizada considerando presença ou não de HTIC, e parâmetros da pressão arterial central e da velocidade de onda de pulso. Observou-se valores mais altos de pressão arterial sistólica (PAS), pressão arterial diastólica (PAD), e PAD periférica entre pacientes com HTIC com base na razão P2/P1.

 Conclusões

Os níveis de PAS central estão mais relacionados com HTIC que valores de PAS periférica medidos no consultório, não sendo observada tal diferença na PAD. Esse achado levanta a questão do método mais adequado de avaliação da pressão arterial em pacientes hipertensos com lesão cerebral.

Avaliação Não Invasiva da Pressão Arterial Central e da Forma de Onda Intracraniana em Pacientes Hipertensos: Um Estudo Transversal

Monitoramento em tempo real não invasivo por b4c da forma de onda da Pressão Intracraniana. Todos os dados coletados são imediatamente processados pelo programa analítico b4c, resultando em registros quantitativos e qualitativos. A formas de onda apresentando padrões de normalidade [P2/P1 < 1,1 e tempo para o pico (TPP) < 0,20 segundos] e B: padrões alterados (P2/P1 ≥ 1,2 e TPP ≥ 0,25 segundos).7,8

 Acidente Vascular Cerebral Transtornos Cerebrovasculares Disfunção Cognitiva Hipertensão Pressão Intracraniana Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico 313481/2020-2 O presente estudo foi parcialmente financiado pela Brain4Care. Weimar Kunz Sebba Barroso declara receber auxílio à pesquisa (313481/2020-2) do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico. Mikaelle Costa Correia e Matheus Martins da Costa são alunos de pós-graduação e declaram receber bolsas da CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior). Introdução

A hipertensão (HT) ainda é a principal causa de morte no mundo, e as doenças cerebrais, como acidente vascular cerebral (AVC) e déficit cognitivo, seguem como importantes problemas de saúde, afetando um em cada cinco americanos com idade igual ou superior a 65 anos.1,2

Existe uma forte associação entre HT e doenças cerebrovasculares. Porém, os mecanismos dessa relação ainda não são completamente compreendidos, necessitando de mais estudos. Já está bem estabelecido que a elevação da pressão arterial (PA) pode causar lesão estrutural e funcional no leito arterial; mas em que nível esse processo se inicia e a que extensão ele afeta o cérebro ainda precisa ser elucidado.2-5

Um estudo recente avaliando a forma de onda da pressão intracraniana (PIC) de maneira não invasiva em pacientes com hipertensão crônica encontrou uma prevalência de 45,6% de hipertensão intracraniana (HTIC), levantando algumas questões sobre a real capacidade de proteção da autorregulação cerebral e da barreira cerebral vascular nessa população.6-8

Recentemente, as consequências da hemodinâmica arterial pulsátil, incluindo valores mais altos e PA e rigidez arterial, emergiram como um dos importantes mecanismos que afetam a função e a estrutura do coração. A presença de pulsatilidade aumentada nas pequenas artérias cerebrais, bem como o estiramento mecânico cíclico endotelial no cérebro tem o potencial de produzir depósitos de amiloide e reforça o papel não só do comportamento da PA periférica como também da PA central na saúde cerebral.9,10

A autorregulação hemodinâmica tem a capacidade de proteger o tecido e os vasos cerebrais, mas essa proteção pode estar alterada quando a hipertensão em longo prazo modifica a capacidade dos vasos cerebrais de adaptarem o fluxo ao aumento da PA. Nossa hipótese é a de que, após uma exposição em longo prazo à HT, o mecanismo protetor vascular do cérebro esteja deficiente. Por isso, desenvolvemos um estudo transversal para explorar a relação da PA central e periférica e da rigidez arterial com a PIC em pacientes com hipertensão crônica.

 Materiais e métodos Seleção dos pacientes

Uma coorte de pacientes adultos consecutivos com HT, atendidos no Centro de Pesquisas de Doenças Cardiometabólicas da Unidade de Hipertensão, Universidade Federal de Goiás, entre novembro de 2022 e agosto de 2023, foi incluída na análise transversal. O estudo foi conduzido de acordo com a resolução 466/2012 e foi aprovado pelo comitê de ética (70448823.1.0000.5078).

Após exame físico e avaliação de rotina da história médica, os seguintes parâmetros foram registrados: idade, sexo, índice de massa corporal (IMC) em Kg/m2, pressão arterial sistólica e pressão arterial diastólica periféricas (PASp e PADp, respectivamente) (mmHg) de consultório, PAS central (PASc) e PAD central (PADc) (mmHg), velocidade de onda de pulso (VOP) em m/s, índice de aumento (IA) (%), história de fatores de risco cardiovascular (CV) e doença CV – infarto do miocárdio (IM), AVC, Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2), e dislipidemia, bem como o número e a classe de medicamentos anti-hipertensivos. Todas essas variáveis foram coletadas no mesmo dia em que a forma de onda da PIC foi medida e foram organizadas usando a ferramenta de captura de dados eletrônicos REDCap.

 Avaliação da pressão arterial periférica e central

Os seguintes parâmetros: PASp, PADp, PASc, PADc, VOP e IA foram obtidos usando um dispositivo oscilométrico, o Mobil-O-Graph® (IEM, Stolberg, Alemanha),11,12 com base em medidas em triplicata da VOP com calibração C1 (média diastólica). Os dados foram processados com o algoritmo ARCSolver® (Austrian Institute of Technology, Viena, Áustria). As medidas foram tomadas no braço esquerdo, com o paciente sentado com as pernas descruzadas, os pés com a planta inteira no chão, e o braço em repouso, apoiado sobre a mesa, ao nível do coração. Os pacientes foram orientados a evitar a ingestão de bebida alcoólica por 10 horas e de cafeína, tabagismo, e exercício por três horas antes das medidas, e descansarem por 10 minutos antes do procedimento. Foram obtidas três leituras da PA, e calculada a média das três medidas.13,14

 Avaliação da pressão intracraniana

Uma medida não invasiva da PIC foi realizada com os pacientes deitados, e monitorados por sete minutos. O primeiro e o último minuto foram descartados. O sensor validado brain4care (b4c)8,15 foi posicionado na cabeça dos pacientes, e a morfologia das ondas adquiridas por um sensor de deformação que poderia detectar e monitorar deformações nanométricas do crânio durante cada ciclo cardíaco.

Pelas medidas tradicionais invasivas, a HTIC foi definida como PIC sustentada (>5 minutos) por mais de 20 mmHg.16 Utilizando a avaliação não invasiva b4c, o ponto de corte identificado para definir HTIC pela razão P2/P1 foi ≥ 1,2, e o ponto de corte para o tempo para o pico (TPP) foi ≥ 0,25 segundos. A razão P2/P1 refere-se à razão entre a amplitude P1 (resultante da transmissão do fluxo sanguíneo cerebral sistólico) e a amplitude P2 (associada com complacência cerebral à PIC); e o TPP é definido como o tempo (em segundos) desde o início da forma de onda até P1. Os valores de P2/P1 entre 1,0 e 1,19, e os valores de TPP entre 0,20 e 0,24 foram considerados uma zona cinza de complacência intracraniana anormal, mas não HTIC17-19 (Figura Central).

 Análise estatística

Os dados foram registrados na plataforma REDCap e analisados com o programa Jamovi, versão 2.3.28. As variáveis categóricas foram apresentadas em frequências e proporções. As variáveis quantitativas foram primeiramente analisadas em termos de distribuição, aplicando-se o teste de Shapiro-Wilk; esses dados foram expressos em média ± desvio padrão (DP) ou mediana e intervalo interquartil, de acordo com a normalidade dos dados. Para comparar os valores de P2/P1 e de TPP entre as categorias das variáveis quantitativas, o teste de Mann-Whitney foi usado para análises bivariadas e, para as correlações, o teste de Spearman foi usado. Um nível de significância de p<0,05 foi adotado.

 Resultados

Uma coorte de 145 paciente foi incluída no estudo. O tempo médio desde o diagnóstico de hipertensão foi de 20,0 ± 12,0 anos. Variáveis clínicas, antropométricas e sociodemográficas estão apresentadas na Tabela 1. A comparação dos valores P2/P1 e TTP de acordo com os fatores de risco CVs, dados sociodemográficos e antropométricos não identificou diferenças, exceto pelo TPP entre homens e mulheres (Tabela 2).

– Características sociodemográficas, índice de massa corporal, comorbidades, número de anti-hipertensivos, e parâmetros de pressão arterial central e de pressão intracraniana dos pacientes do estudo (n=145)
Variável Média ± desvio padrão ou mediana (p25 – p75%) ou n (%)
Idade (anos) 69,0 (61,8 – 75,7)
Sexo
Feminino 113 (77,9%)
Masculino 32 (22,1%)
Índice de massa corporal (n=136) 29,0 (25,4 – 33,1)
Comorbidades
Diabetes 74 (51,0%)
Dislipidemia 129 (89,0%)
Infarto do miocárdio 20 (13,8%)
Acidente vascular cerebral 17 (11,7%)
Número de anti-hipertensivos
1 35 (24,1%)
2-3 43 (29,7%)
≥ 3 57 (39,3%)
Avaliação da pressão arterial
PASp (mmHg) 125,0 (115,0 – 139,0)
PADp (mmHg) 79,0 (72,0 – 86,0)
PASc (mmHg) 115,0 (160,0 – 129,0)
PADc (mmHg) 80,0 (73,0 – 87,0)
VOP (m/sec) 9,9 ± 1,9
IA (%) 25,0 (16,0 – 30,0)
Resistência vascular (s*mmHg/ml) 1,4 (1,3 – 1,5)
Forma de onda da Pressão Intracraniana
P2/P1 1,4 (1,2 – 1,5)
TPP 0,24 (0,21 – 0,29)

PASp: pressão arterial sistólica periférica; PADp: pressão arterial diastólica periférica, PASc pressão arterial sistólica central; PADc: pressão arterial diastólica central; VOP: velocidade de onda de pulso; IA: índice de aumento; TPP: tempo para o pico. Goiânia, 2023.

Fonte: Os autores.

– Comparação da relação dos picos (P2/P1) e do tempo para o pico (TPP) com os parâmetros clínicos, sociodemográficos e antropométricos (n=145)
P2/P1 TPP
Variável Mediana (p25 – p75%) p Mediana (p25 – p75%) p
Idade 0,949 0,143
< 65 anos 1,35 (1,23-1,52) 0,25 (0,23-0,29)
≥ 65 anos 1,37 (1,17-1,52) 0,24 (0,20-0,28)
Sexo 0,292 0,048
Feminino 1,37 (1,21-1,54) 0,25 (0,21-0,29)
Masculino 1,33 (1,18-1,45) 0,23 (0,21-0,26)
Sobrepeso (BMI>25) 0,929 0,225
Sim 1,36 (1,19-1,52) 0,24 (0,22-0,29)
Não 1,36 (1,22-1,49) 0,23 (0,21-0,27)
Comorbidades
Diabetes 0,349 0,169
Sim 1,33 (1,20-1,49) 0,24 (0,21-0,27)
Não 1,39 (1,19-1,57) 0,25 (0,21-0,29)
Dislipidemia 0,334 0,614
Sim 1,35 (1,19-1,52) 0,24 (0,21-0,29)
Não 1,43 (1,23-1,64) 0,26 (0,20-0,28)
Infarto do miocárdio 0,744 0,234
Sim 1,34 (1,14-1,57) 0,22 (0,20-0,28)
Não 1,36 (1,21-1,52) 0,25 (0,22-0,29)
Acidente vascular cerebral 0,890 0,993
Sim 1,29 (1,15-1,58) 0,24 (0,20-0,29)
Não 1,36 (1,20-1,52) 0,24 (0,21-0,28)
Número de anti-hipertensivos 0,855 0,481
1 1,37 (1,22-1,52) 0,25 (0,22-0,28)
2 1,27 (1,18-1,47) 0,24 (0,21-0,28)
≥ 3 1,40 (1,22-1,53) 0,25 (0,21-0,29)

P2/P1: razão entre a amplitude P1 (resultante da transmissão do fluxo sanguíneo cerebral sistólico) e a amplitude P2 (associada com complacência cerebral à pressão intracraniana); TPP: Tempo Para o Pico, isto é, tempo (em segundos) desde o início da forma de onda até P1; Teste de Mann-Whitney. Goiânia, 2023.

Fonte: Os autores.

Segundo resultados de estudos prévios com P2/P1, definimos P2/P1 <1,0 como normal, P2/P1 entre 1,0 e 1,19 como distúrbio da complacência intracraniana, e P2/P1 ≥ 1,2 como HTIC.17-19 A associação da HTIC com valores de PA central e VOP também foi avaliada. Valores mais altos de PASc, PADc e PADp foram encontrados nos pacientes com HTIC, identificados pelo critério da razão P2/P1. Nos pacientes com HTIC, identificados adotando-se o critério do TPP (≥0,25 segundos), tanto a PAD central como periférica foram mais altas nesses pacientes (Tabela 3). A Tabela 4 apresenta a análise de correlação das variáveis de PIC e medidas de PA central.

– Análise bivariada de P2/P1 e do Tempo para o Pico (TPP) de acordo com os parâmetros da pressão arterial central e da velocidade de onda de pulso
P2/P1 TTP
< 1,2 ≥ 1,2 p < 0,25 ≥ 0,25 p
PASp 122,0 (112,0-133,0) 127,0 (116,0-139,0) 0,068 123,0 (115,0-136,0) 128,0 (115,5-140,5) 0,307
PADp 75,0 (70,0-81,0) 80,0 (74,0-86,0) 0,030 77,0 (71,0-82,8) 80,0 (75,0-88,0) 0,032
PASc 109,0 (103,0-117,0) 117,0 (107,8-131,0) 0,024 114,0 (106,0-123,0) 118,0 (107,0-131,0) 0,117
PADc 76,0 (71,0-82,0) 81,0 (75,0-88,0) 0,037 78,5 (72,0-84,0) 81,0 (76,0-89,0) 0,039
VOP 10,1±2,0 9,8±1,9 0,438 10,1±2,0 9,7±1,8 0,149
IA 25,0 (17,0-28,0) 25,0 (16,0-31,0) 0,572 25,0 (15,3-28,0) 26,0 (19,0-31,0) 0,190
RV 1,40 (1,30-1,50) 1,40 (1,30-1,53) 0,588 1,40 (1,30-1,54) 1,40 (1,30-1,50) 0,964

P2/P1: razão entre a amplitude P1 (resultante da transmissão do fluxo sanguíneo cerebral sistólico) e a amplitude P2 (associada com complacência cerebral à pressão intracraniana); TPP: tempo para o pico, isto é, tempo (em segundos) desde o início da forma de onda até P1; PASp: pressão arterial sistólica periférica; PADp: pressão arterial diastólica periférica, PASc pressão arterial sistólica central; PADc: pressão arterial diastólica central; VOP: velocidade de onda de pulso; IA: índice de aumento; RV: resistência vascular; Teste de Mann-Whitney.

Fonte: Os autores.

– Análise de correlação da razão P2/P1 e do Tempo para o Pico (TPP) com parâmetros da velocidade de onda de pulso e da velocidade da onda de pulso (fonte: os autores)
P2/P1 TPP
r p r p
PASp 0,16 0,053 0,09 0,299
PADp 0,17 0,043 0,23 0,006
PASc 0,19 0,020 0,14 0,095
PADc 0,17 0,044 0,22 0,008
VOP -0,02 0,767 -0,14 0,104
IA 0,06 0,501 0,12 0,157
RV -0,01 0,889 -0,06 0,509

P2/P1: razão entre a amplitude P1 (resultante da transmissão do fluxo sanguíneo cerebral sistólico) e a amplitude P2 (associada com complacência cerebral à pressão intracraniana); TPP: tempo para o pico, isto é, tempo (em segundos) desde o início da forma de onda até P1; PASp: pressão arterial sistólica periférica; PADp: pressão arterial diastólica periférica, PASc: pressão arterial sistólica central; PADc: pressão arterial diastólica central; VOP: velocidade de onda de pulso; IA: índice de aumento; RV: resistência vascular; Teste de Mann-Whitney.

 Discussão

A coorte do estudo foi composta de pacientes com hipertensão essencial crônica com uma idade mediana de 69,0 (61,8 – 75,7) anos, uma alta prevalência de fatores de risco cardiometabólicos tais como DM2 (51,0%) e dislipidemia (89,0%), e doença CV prévia tais como IM (13,8%) e AVC (11,7%) (Tabela 1).

Embora a forte associação entre HT e doença cerebrovascular esteja bem estabelecida, especialmente AVC e déficit cognitivo, os mecanismos fisiopatológicos que envolvem dano cerebral induzido por hipertensão não são bem conhecidos. Parece que lesão cerebral secundária a distúrbios na barreira hematoencefálica e na autorregulação vascular ocorra antes da neurodegeneração, sendo importante um melhor entendimento dessa associação.20-24

Em um estudo prévio,6 encontramos uma prevalência inesperadamente alta (45,6%) de HTIP em pacientes hipertensos, principalmente entre as mulheres, apesar de não termos observados diferenças entre pacientes hipertensos controlados e não controlados por meio da avaliação da PA periférica. Esses achados levaram à hipótese de que, após uma exposição em longo prazo à HT, os mecanismos de proteção vascular do cérebro foram perdidos. Contudo, outra hipótese a ser considerada é a de que as medidas de PA periférica não sejam tão precisas para detectar tais diferenças, e talvez as medidas de PA central seriam mais sensíveis. A avaliação central não invasiva reflete valores da PA de grandes artérias, tais como aorta ou carótida e, por isso, é um marcador mais forte de morbidade e mortalidade CV que a PA periférica.25,26 Neste estudo, encontramos um valor mediano de 0,24 (0,21 – 0,29) segundos na população estudada. A Tabela 1 apresenta valores de PA central e periférica, e a análise da VOP nessa população hipertensa com alto risco, com uma alta prevalência de fatores de risco e doenças CVs, e uma VOP mediana próxima a 10 (9,9 ± 1,9) m/s, que caracteriza lesão vascular de acordo com estudos e diretrizes prévios.14,27-29

Ao analisar diferenças nos valores médios da razão P2/P1 e do TPP nas variáveis clínicas, antropométricas e sociodemográficas (Tabela 2), a única diferença observada foi um TPP mais longo entre as mulheres. Outros autores, bem como nosso grupo de pesquisa, discutiram anteriormente que uma exposição em longo prazo à PA elevada poderia ser responsável por dados importantes nos mecanismos neuroprotetores, e por uma perda da capacidade de se manter valores de ICP normais nessa população, mesmo quando a PA está bem controlada.3,6,9,30 Importante mencionar que a incidência de AVC e de demência é mais alta nas mulheres, e os resultados de um TPP mais longo, bem como uma razão P2/P1 mais alta entre as mulheres em nosso estudo, corrobora a hipótese de que a capacidade autorregulatória da PCI e a permeabilidade da barreira hematoencefálica sejam afetadas de maneira diferente em homens e mulheres.9,31

Muitos mecanismos fisiopatológicos foram associados a IMC e HTIC elevados, e a obesidade é reconhecida como um fator de risco para HTIC.32,33 Dados recentes sugerem a associação da HTIC com resistência insulínica, DM2 e doença CV.34,35No entanto, não encontramos nenhuma relação do sobrepeso, da razão P2/P1 ou do TPP com a presença de DM2 ou dislipidemia, talvez devido ao pequeno tamanho da nossa amostra. Finalmente, na análise considerando os pontos de corte de 1,2 e 0,25 segundos para P2/P1 e TPP, respectivamente, encontramos diferenças significativas entre PASc, PADc e PADp em detectar essas diferenças em P2/P1; a PADc e a PADp foram capazes de detectar essas diferenças no TPP (Tabela 3), e os mesmos parâmetros mantêm uma correlação significativa e moderada entre medidas de PA e as variáveis da PIC (Tabela 4).

Nosso estudo tem algumas limitações. É importante mencionar que esta é uma análise transversal da coorte, e estudos longitudinais são necessários para avaliar outras características em uma relação de causa e efeito. A força deste estudo é mostrar, pela primeira vez, dados de avaliações não invasivas da PA central e da PIC em pacientes hipertensos com doença crônica.

 Conclusão

Em conclusão, um aumento nos níveis de PASc e não nos níveis de PASp parece estar mais intimamente associado à HTIC. Em relação à PAD, tanto os valores centrais como os valores periféricos têm uma associação similar com HTIC. Esses resultados levantam a questão de qual seria a abordagem para avaliar a pressão arterial no contexto das doenças cerebrais.

 Agradecimentos

Agradecemos a todos os autores e colaboradores deste trabalho, à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), o ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e a empresa Brain4Care por seu apoio.

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Este artigo é parte de tese de doutorado de Mikaelle Costa Correia pelo Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde, Faculdade de Medicina – UFG.

Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética do Hospital de Clínicas da Universidade Federal de Goiás sob o número de protocolo 70448823.1.0000.5078. Todos os procedimentos envolvidos nesse estudo estão de acordo com a Declaração de Helsinki de 1975, atualizada em 2013. O consentimento informado foi obtido de todos os participantes incluídos no estudo.

Os autores não utilizaram ferramentas de inteligência artificial no desenvolvimento deste trabalho.

Os conteúdos subjacentes ao texto da pesquisa estão contidos no manuscrito.

O presente estudo foi parcialmente financiado pela Brain4Care. Weimar Kunz Sebba Barroso declara receber auxílio à pesquisa (313481/2020-2) do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico. Mikaelle Costa Correia e Matheus Martins da Costa são alunos de pós-graduação e declaram receber bolsas da CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior).

 10.36660/abc.20240778i Original Article Non-Invasive Central Blood Pressure and Intracranial Waveform Assessment in Hypertensive Patients: A Cross-Sectional Study 0000-0002-5784-9991 Inuzuka Sayuri Acquisition of data Analysis and interpretation of the data Writing of the manuscript Critical revision of the manuscript for content 1 0000-0002-0954-4261 Correia Mikaelle Costa Conception and design of the research Acquisition of data Analysis and interpretation of the data Statistical analysis Writing of the manuscript Critical revision of the manuscript for content 1 Costa Matheus Martins da Acquisition of data Analysis and interpretation of the data Writing of the manuscript 1 Costa Thiago Oliveira Acquisition of data Analysis and interpretation of the data Writing of the manuscript 1 0000-0002-5487-4649 Vitorino Priscila Valverde de Oliveria Conception and design of the research Analysis and interpretation of the data Statistical analysis Writing of the manuscript Critical revision of the manuscript for content 2 Piza Polyana Vulcano de Toledo Conception and design of the research Analysis and interpretation of the data Writing of the manuscript Critical revision of the manuscript for content 3 Frigieri Gustavo Conception and design of the research Writing of the manuscript Critical revision of the manuscript for content 4 5 Sousa Ana Luiza Lima Conception and design of the research Statistical analysis Writing of the manuscript Critical revision of the manuscript for content 1 Coca Antonio Conception and design of the research Critical revision of the manuscript for content 6 0000-0002-1265-1930 Barroso Weimar Kunz Sebba Conception and design of the research Analysis and interpretation of the data Obtaining financing Writing of the manuscript Critical revision of the manuscript for content 1 3 7 Brazil Unidade de Hipertensão Arterial – Universidade Federal de Goiás, Goiânia, GO – Brazil Brazil Pontifícia Universidade Católica de Goiás – Escola de Ciências Sociais e da Saúde, Goiânia, GO – Brazil Brazil Hospital Israelita Albert Einstein, Goiânia, GO – Brazil Brazil Brain4care, São Paulo, SP – Brazil Brazil Laboratório de investigação médica 62, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP – Brazil Spain School of Health and Life Sciences. Universitat Abat Oliba CEU, CEU Universities, Barcelona – Spain Brazil Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Goiás, EBSERH, Goiânia, GO – Brazil Mikaelle Costa Correia • Universidade Federal de Goiás – 1ª Avenida, Setor Leste Universitário. Postal Code 74605-050, Goiânia, GO – Brazil E-mail: mikaelleccorreia@gmail.com, mikaelle.pesquisa@gmail.com

Gustavo Frigieri declares that he is the co-founder and scientific director of Brain4Care.

Paulo B. Veiga Jardim

 Abstract Background

There is a strong association between hypertension and cerebrovascular disease, mainly with stroke and cognitive impairment. However, but the mechanistic of this relationship are not completely understood.

 Objective

To analyze the relationship of central, peripheral blood pressure (BP) and arterial stiffness, with intracranial pressure (ICP) in long-term chronic hypertensive patients.

 Methods

Adult individuals were consecutively included in the study from November 2022 to August 2023. The cut-off point identified to define intracranial hypertension (ICHT) by the wave peak (P2/P1) ratio was > 1.2, and the cut-off for time to peak (TTP) was > 0.25. The level of significance adopted in the statistical analysis was 5%.

 Results

A total of 145 patients (32 male, 113 female) with long-term hypertension (average of time since diagnoses 20 ± 12 years) were evaluated over a period of 10 months. The median age was 69.0 (61.8 – 75.7) years and median body mass index 29.0 (25.4 – 33.1) kg/m2. Median value of P2/P1 ratio for all cohort was 1.4 (1.2 – 1.5) and TTP 0.24 (0.21 – 0.29). The analysis was performed considering presence or not of ICHT, and parameters of central BP and pulse wave velocity. There was higher central systolic (SBP), diastolic blood pressure (DBP), and peripheral DBP among patients with ICHT based on the P2/P1 ratio.

 Conclusions

Central SBP levels are more linked to ICHT than office peripheral SBP measurements, while DBP measurements are similar, raising questions about the most suitable BP assessment method for hypertensive patients with cerebrovascular damage.

Non-Invasive Central Blood Pressure and Intracranial Waveform Assessment in Hypertensive Patients: A Cross-Sectional Study

The b4c noninvasive intracranial pressure waveform real-time monitoring. All data collected are immediately processed by the b4c analytical software resulting in quantitative and qualitative reports. A: waveforms depicting normal standards (P2/P1 < 1.0 and time to peak [TTP] < 0.20 seconds) and B: altered standards (P2/P1 ≥ 1.2 and TTP ≥ 0.25 seconds).7,8

 Stroke Cerebrovascular Disorders Cognitive Dysfunction Hypertension Intracranial Pressure Introduction

Hypertension (HT) remains as the leading cause of death around the globe, and brain diseases, such as stroke and cognitive decline as important health problems, affecting one in five Americans aged ≥ 65 years.1,2

There is a strong association between HT and cerebrovascular diseases, but the mechanistic bases of this relationship are not completely understood and further investigation on the issue is warranted. It is well established that blood pressure (BP) elevation may cause structural and functional damage in the arterial bed, but to at level this process begins and to what extent it can affect the brain remains to be elucidated.2-5

A recent study assessing non-invasive intracranial pressure (ICP) waveform in chronic hypertensive patients has found a 45.6% prevalence of intracranial hypertension (ICHT), raising some questions about the real protection capacity of cerebral autoregulation and vascular brain barriers in this population.6-8

Lately, the consequences of pulsatile arterial hemodynamics, including higher central BP and arterial stiffness have appeared as one of the important mechanisms that affect the function and structure of the brain. The presence of increased pulsatility in the small cerebral arteries as well as the brain endothelial cyclic mechanical stretch has the potential to produce amyloid deposits and reinforces the role, not only of peripheral BP, but also of central BP behavior in brain health.9,10

Hemodynamic autoregulation has the capacity to protect the brain tissue and vessels, but this protection may be altered when long-term hypertension modifies the capacity of brain vessels to adapt the flow to the increase in BP. We hypothesized that, after a long-term exposure to HT, the vascular protective mechanism of the brain is impaired. For this reason, we designed a cross- sectional study to explore the relationship of peripheral and central blood BP, and arterial stiffness, with ICP in long-term chronic hypertensive patients.

 Material and methods Selection of patients

A cohort of consecutive adult patients with hypertension seen in the Research Center for Cardiometabolic Diseases of the Hypertension Unit, Federal University of Goias, Brazil, from November 2022 to August 2023 were included in the cross-sectional analysis. The study was conducted in accordance with the resolution 466/2012 and was approved by the Ethic Committee number 70448823.1.0000.5078.

After a routine medical history and physical examination, the following parameters were recorded: age, sex, body mass index (BMI) in Kg/m2, office peripheral systolic (pSBP) and diastolic (pDBP) blood pressure in mmHg, central systolic (cSBP) and diastolic (cDBP) blood pressure in mmHg, pulse wave velocity (PWV) in m/sec, augmentation index (AIx) in %, previous history of cardiovascular (CV) risk factors and CV disease – myocardial infarction (MI), stroke, type 2 diabetes (DM2), and dyslipidemia, and the number and class of anti-hypertensive medications. All these variables were collected on the same day when the non-invasive ICP waveform was measured and were managed using the REDCap electronic data capture tool.

 Assessment of peripheral and central Blood pressure

The following parameters: pSBP, pDBP, cSBP, cDBP, PWV, and AIx were obtained using a validated oscillometric device, the Mobil-O-Graph® (IEM, Stolberg, Germany),11,12 based on triplicate measurements of PWV with C1 calibration (diastolic mean). The data were processed with the ARCSolver® algorithm (Austrian Institute of Technology, Vienna, Austria). The measurements were performed on the left arm, with the patient in a seated position with the legs uncrossed, feet flat on the floor, and the arm resting at heart level on a table. Patients were instructed to avoid alcohol consumption for 10 hours, refrain from caffeine intake, smoking, and exercise for three hours prior to the measurement, and rest for 10 minutes before the procedure. Three readings of central BP were obtained, and the average of the three measurements was calculated.13,14

 Assessment of intracranial pressure

A non-invasive ICP measurement was performed with patients in a lying position and monitored for seven minutes. The first and last minutes were discarded. The validated brain4care (b4c) sensor8,15was positioned on patient’s scalp, and the morphology of the waves was acquired through a strain sensor that could detect and monitor nanometric skull bone deformations during each cardiac cycle.

By the traditional invasive measurements, ICHT has been defined as sustained (> 5 min) IPC over 20 mmHg.16 Using the b4c non-invasive evaluation, the cut-off point identified to define ICHT by the P2/P1 ratio was ≥ 1.2, and the cut-off for time-to-peak (TTP) was ≥ 0.25 seconds. The P2/P1 ratio stands for the ratio between P1 amplitude (resulting from transmission of systolic cerebral blood flow) and P2 amplitude (associated with brain compliance to intracranial pressure), and TTP refers to the time in seconds from the beginning of waveform inscription until P1. The values of P2/P1 from 1.0 to 1.19 and the TTP values from 0.20 to 0.24 seconds were considered a grey zone of abnormal intracranial compliance but not ICHT17-19(Central Illustration).

 Statistical analysis

Data were recorded on the REDCap platform and analysed with Jamovi, version 2.3.28. Categorical variables were presented as frequencies and proportions. Quantitative variables were firstly analysed in terms of distribution, applying the Shapiro-Wilk test; these data were expressed as mean ± standard deviation (SD) or median and interquartile range, according to the normality of the data. To compare P2/P1 and TTP values between the categories of quantitative variables, the Mann-Whitney test was used for bivariate analyses, and, for correlations, the Spearman test was used. It was adopted as significant at p < 0,05.

 Results

A cohort of 145 patients with long-term essential HT was included in the study. The mean time since the hypertension diagnosis was 20.0 ± 12.0 years. Sociodemographic, anthropometric, and clinical variables are shown in Table 1. The comparison of P2/P1 and TTP values according to CV risk factors, and sociodemographic and anthropometric data did not find differences, except for TTP among males and females (Table 2).

– Sample description according to sociodemographic characteristics, body mass index, comorbidities, number of anti-hypertensives, central blood pressure parameters and intracranial pressure parameters, n = 145
Variable Mean ± SD or Median (p25 – p75%) or n (%)
Age (years) 69.0 (61.8 – 75.7)
Sex
Female 113 (77.9%)
Male 32 (22.1%)
Body Mass Index (n=136) 29.0 (25.4 – 33.1)
Comorbidities
Diabetes 74 (51.0%)
Dyslipidemia 129 (89.0%)
Myocardial Infarction 20 (13.8%)
Stroke 17 (11.7%)
Number of anti-hypertensives
1 35 (24.1%)
2-3 43 (29.7%)
≥ 3 57 (39.3%)
Blood Pressure Assessment
pSBP (mmHg) 125.0 (115.0 – 139.0)
pDBP (mmHg) 79.0 (72.0 – 86.0)
cSBP (mmHg) 115.0 (160.0 – 129.0)
cDBP (mmHg) 80.0 (73.0 – 87.0)
PWV (m/sec) 9.9 ± 1.9
Aix (%) 25.0 (16.0 – 30.0)
Vascular resistance (s*mmHg/ml) 1.4 (1.3 – 1.5)
Intracranial Pressure Waveform
P2/P1 1.4 (1.2 – 1.5)
TTP 0.24 (0.21 – 0.29)

pSBP: peripheral systolic blood pressure; pDBP: peripheral diastolic blood pressure; cSBP: central systolic blood pressure; cDBP: central diastolic blood pressure; Aix: Augmentation index; PWV: pulse wave velocity; TTP: time to peak. Goiânia, 2023. Source: Author.

– Comparison of P2/P1 and time to peak (TTP) across different clinical, sociodemographic and anthropometric parameters (n = 145)
Variable P2/P1 TTP
Median (p25 – p75%) p Median (p25 – p75%) p
Age 0.949 0.143
< 65 years 1.35 (1.23-1.52) 0.25 (0.23-0.29)
≥ 65 years 1.37 (1.17-1.52) 0.24 (0.20-0.28)
Sex 0.292 0.048
Female 1.37 (1.21-1.54) 0.25 (0.21-0.29)
Male 1.33 (1.18-1.45) 0.23 (0.21-0.26)
Overweight (BMI>25) 0.929 0.225
Yes 1.36 (1.19-1.52) 0.24 (0.22-0.29)
No 1.36 (1.22-1.49) 0.23 (0.21-0.27)
Comorbidities
Diabetes 0.349 0.169
Yes 1.33 (1.20-1.49) 0.24 (0.21-0.27)
No 1.39 (1.19-1.57) 0.25 (0.21-0.29)
Dyslipidemia 0.334 0.614
Yes 1.35 (1.19-1.52) 0.24 (0.21-0.29)
No 1.43 (1.23-1.64) 0.26 (0.20-0.28)
Myocardial infarction 0.744 0.234
Yes 1.34 (1.14-1.57) 0.22 (0.20-0.28)
No 1.36 (1.21-1.52) 0.25 (0.22-0.29)
Stroke 0.890 0.993
Yes 1.29 (1.15-1.58) 0.24 (0.20-0.29)
No 1.36 (1.20-1.52) 0.24 (0.21-0.28)
Number of anti-hypertensives 0.855 0.481
1 1.37 (1.22-1.52) 0.25 (0.22-0.28)
2 1.27 (1.18-1.47) 0.24 (0.21-0.28)
≥ 3 1.40 (1.22-1.53) 0.25 (0.21-0.29)

P2/P1 ratio: ratio between P1 amplitude (resulting from transmission of systolic cerebral blood flow) and P2 amplitude (associated with brain compliance to intracranial pressure). TTP: measurement in seconds of the beginning of waveform inscription until P1; TTP: time to peak; Mann-Whitney test. Goiânia, 2023. Source: Author.

According to the results of previous studies with P2/P1, we defined P2/P1 < 1.0 as normal, P2/P1 1.0 – 1.19 as intracranial compliance disturbance and P2/P1 ≥ 1.2 as ICHT.17-19 The association of ICHT with central BP and PWV values was also evaluated. Higher cSBP, cDBP, and pDBP values were found in patients with ICHT, identified by the P2/P1 ratio criterion. In ICHT patients, identified by adopting the TTP criterion (≥ 0.25 seconds), both central and peripheral DBPs were higher in these patients (Table 3). Table 4 shows the correlation analysis of ICP variables and central BP measurements.

– Bivariate analysis of P2/P1 and time to peak (TTP) according to the central blood pressure and pulse wave velocity parameters
P2/P1 TTP
< 1.2 ≥ 1.2 p < 0.25 ≥ 0.25 p
pSBP 122.0 (112.0-133.0) 127.0 (116.0-139.0) 0.068 123.0 (115.0-136.0) 128.0 (115.5-140.5) 0.307
pDBP 75.0 (70.0-81.0) 80.0 (74.0-86.0) 0.030 77.0 (71.0-82.8) 80.0 (75.0-88.0) 0.032
cSBP 109.0 (103.0-117.0) 117.0 (107.8-131.0) 0.024 114.0 (106.0-123.0) 118.0 (107.0-131.0) 0.117
cDBP 76.0 (71.0-82,0) 81.0 (75.0-88.0) 0.037 78.5 (72.0-84.0) 81.0 (76.0-89.0) 0.039
PWV 10.1±2.0 9.8±1.9 0.438 10.1±2.0 9.7±1.8 0.149
Aix 25.0 (17.0-28.0) 25.0 (16.0-31.0) 0.572 25.0 (15.3-28.0) 26.0 (19.0-31.0) 0.190
VR 1.40 (1.30-1.50) 1,40 (1.30-1.53) 0.588 1.40 (1.30-1.54) 1.40 (1.30-1.50) 0.964

P2/P1 ratio: ratio between P1 amplitude (resulting from transmission of systolic cerebral blood flow) and P2 amplitude (associated with brain compliance to intracranial pressure). TTP: measurement in seconds of the beginning of waveform inscription until P1. pSBP: peripheral systolic blood pressure; pDBP: peripheral diastolic blood pressure; cSBP: central systolic blood pressure, cDBP: central diastolic blood pressure; PWV: pulse wave velocity; Aix: Augmentation index; VR: vascular resistance. Results obtained after use of the Mann-Whitney test. Source: Author.

– Correlation analysis of P2/P1 and time to peak (TTP) with central blood pressure and pulse wave velocity assessments
P2/P1 TTP
r p r p
pSBP 0.16 0.053 0.09 0.299
pDBP 0.17 0.043 0.23 0.006
cSBP 0.19 0.020 0.14 0.095
cDBP 0.17 0.044 0.22 0.008
PWV -0.02 0.767 -0.14 0.104
Aix 0.06 0.501 0.12 0.157
VR -0.01 0.889 -0.06 0.509

P2/P1 ratio: ratio between P1 amplitude (resulting from transmission of systolic cerebral blood flow) and P2 amplitude (associated with brain compliance to intracranial pressure). TTP: measurement in seconds of the beginning of waveform inscription until P1. pSBP: peripheral systolic blood pressure; pDBP: peripheral diastolic blood pressure; cSBP: central systolic blood pressure, cDBP: central diastolic blood pressure; PWV: pulse wave velocity; Aix: Augmentation index; VR: vascular resistance Spearman correlation test. Source: Author.

 Discussion

The study cohort was composed of patients with chronic essential hypertension patients with a median age of 69.0 (61.8 – 75.7) years, a high prevalence of cardiometabolic risk factors such as DM2 (51.0%) and dyslipidemia (89.0%), and previous CV disease such as MI (13.8%) and stroke (11.7%) (table 1).

Although the strong association between HT and cerebrovascular disease is well established, particularly stroke and cognitive impairment, the pathophysiological mechanisms involving hypertension-induced brain damage are not well known. It seems that cerebral damage due to blood-brain barrier (BBB) and vascular autoregulation disorders occurs before neurodegeneration, and a better understanding of this link is of utmost importance.20-24

In a previous study,6 we found an unexpectedly high prevalence (45.6%) of ICHT in hypertensive patients, mainly in women, although no differences were observed between controlled and uncontrolled hypertensive patients using peripheral BP assessment. These findings have raised the hypothesis that after a long-term exposure to HT, the vascular protective mechanisms of the brain have been lost. However, another hypothesis to be considered is that peripheral BP measurements are not so accurate to detect these differences, and perhaps central BP measurements would have higher sensitivity. Noninvasive central assessments reflect BP values of large arteries such as aorta or carotids and, for this reason, are a stronger marker of CV morbidity and mortality than peripheral BP 23,24. Another important point is that central BP has a stronger association with target organ damage than peripheral BP.25,26 In this study, we found a median value of P2/P1 ratio of 1.4 (1.2 – 1.5), and a TTP median value of 0.24 (0.21 – 0.29) seconds in the study population. Table 1 shows values of peripheral and central BP values, and PWV analysis in this well-controlled high-risk hypertensive population featuring a high prevalence of CV risk factors and diseases as well as a median PWV close to 10 (9.9 ± 1.9) m/sec, which characterizes vascular damage according to previous studies and guidelines.14,27-29

When looking for differences in mean P2/P1 ratio and TTP in the sociodemographic, anthropometric, and clinical variables (Table 2), the only difference found was a longer TTP among females. Others authors, as well as our research group, have discussed that a long-term exposure to high BP could be responsible for important damage to neuroprotective mechanisms and a loss of capacity to maintain normal ICP values in this population, even when BP is well controlled.3,6,9,30It is important to mention that the incidence of stroke and dementia is higher among females, and the findings of a longer TTP, as well as a greater P2/P1 ratio among women in this study, support the hypothesis that the autoregulatory capacity of ICP and BBB permeability are differently affected in male and female.9,31

Numerous pathophysiological mechanisms have been associated with elevated BMI and ICHT, and obesity is recognized as a risk factor for the development of ICHT.32,33 Recent data suggest the association of ICHT with insulin resistance, DM2, and CV disease.34,35 However, we did not find any relationship of overweight, P2/P1 ratio or TTP with the presence of DM2 or dyslipidemia, perhaps due to the small study sample. Finally, in the analysis considering the cut-offs of 1.2 and 0.25 seconds for P2/P1 and TTP, respectively, we have found significant differences between cSBP, cDBP, and pDBP in detecting these differences concerning P2/P1; cDBP and pDBP were able to detect these differences concerning TTP (table 3), and the same parameters maintain a moderate and significant correlation between the BP measurements and ICP variables (table 4).

Our study has some limitations. It is important to note that it is a cross-sectional analysis of the cohort, and longitudinal studies are needed to evaluate other features in a cause-and-effect relationship. The strength of this study is to show for the first time data of non-invasive central BP and ICP assessments in hypertensive patients with chronic disease.

 Conclusion

In conclusion, an increase in cSBP rather than pSBP levels seems to be more closely associated with ICHT. Concerning DBP, both central and peripheral values have a similar association with ICHT. These findings raise the question of what approach is most appropriate for assessing blood pressure in the setting of brain disorders.

 Acknowledgements

We thank all the authors and collaborators of this work, as well as the funding agencies CAPES (the Brazilian Federal Agency for Support and Evaluation of Graduate Education), the National Council for Scientific and Technological Development and the company Brain4Care for their support.

This article is part of the thesis of doctoral submitted by Mikaelle Costa Correia, from Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde, Faculdade de Medicina - UFG.

This study was approved by the Ethics Committee of the Hospital de Clínicas da Universidade Federal de Goiás under the protocol number 70448823.1.0000.5078. All the procedures in this study were in accordance with the 1975 Helsinki Declaration, updated in 2013. Informed consent was obtained from all participants included in the study.

The authors did not use any artificial intelligence tools in the development of this work.

The underlying content of the research text is contained within the manuscript.

This study was partially funded by pela Brain4Care. Weimar Kunz Sebba Barroso declares that he receives research funding from is a Brazilian National Council for Scientific and Technological Development Researcher (grant/award number: 313481/2020- 2. Mikaelle Costa Correia e Matheus Martins da Costa are postgraduate students and they declare they receive grants from CAPES (the Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel).