Podwyższone ciśnienie krwi jest uważane za cichego zabójcę, ponieważ prowadzi do zawałów serca, tętniaków i udarów mózgu. Stanowi globalne obciążenie dla opieki zdrowotnej.

Ciśnienie krwi jest kluczowym wskaźnikiem zdrowia układu krążenia, ale standardowe metody jego pomiaru opierają się na sporadycznych odczytach za pomocą nadmuchiwanych mankietów, zazwyczaj w warunkach klinicznych. Dzisiejsze ciśnieniomierze są nieporęczne, niewygodne i dokonują pomiarów tylko w pozycji siedzącej.

Od lat istnieją także zegarki z ciśnieniomierzem. Część wykorzystuje metodę optyczną (fotopletyzmografia – PPG), opartą na analizowaniu przepływu krwi pod skórą. Są też zegarki z miniaturowym nadmuchiwanym mankietem w pasku. Zwłaszcza metoda PPG może dawać niedokładne wyniki i wymaga wstępnej kalibracji za pomocą klasycznego ciśnieniomierza.

Benjamin Sanchez Terrones kilka lat temu, jako adiunkt na wydziale elektrotechniki i informatyki University of Utah (USA) zapoczątkował projekt nowego ciśnieniomierza. Działa on poprzez pomiar właściwości elektrycznych krwi przepływającej przez tętnicę w nadgarstku, które to właściwości zmieniają się wraz ze zmianami ciśnienia krwi.

Teraz interdyscyplinarny zespół matematyków i inżynierów z University of Utah oraz University of Illinois w Chicago opisują nowy smartwatch, który może mierzyć zarówno ciśnienie krwi, jak i przepływ krwi w sposób ciągły, bez konieczności noszenia mankietu.

Technologia rejestruje drobne zmiany elektryczne w nadgarstku korzystając z bioimpedancji, miary szybkości przepływu prądu przez krew i tkanki. Ponieważ przepływ krwi zmienia się z każdym uderzeniem serca, te elektryczne sygnały niosą informacje o ciśnieniu.

Zmodyfikowany smartwatch może stale monitorować stan układu sercowo-naczyniowego, zarówno podczas odpoczynku, jak i aktywności, bez konieczności kalibracji dla każdego użytkownika z osobna.

Studenci studiów podyplomowych z Utah, Henry Crandall, Tyler Schuessler i Filip Bělík, odegrali kluczową rolę w testowaniu urządzenia na 150 rzeczywistych osobach, w tym pacjentach oddziałów intensywnej terapii i ambulatoriów.

- Nasze ciśnienie krwi w ciągu dnia przypomina film, ale kiedy zakładasz mankiet, otrzymujesz tylko jedno ujęcie – powiedział Sanchez Terrones. - Urządzenie z mankietem jest bardzo przydatne, ale jednocześnie ograniczone - dostarcza jedynie najmniej przydatnych informacji ze względu na sposób działania technologii: odczyt ciśnienia skurczowego i rozkurczowego, co przekłada się na maksymalną i minimalną wartość ciśnienia podczas zapisu. Ostatecznie tracimy 99 proc. filmu, który wyjaśnia, jak ciśnienie krwi może zmieniać się u pacjenta w ciągu dnia, gdy chodzi, biegnie lub wchodzi po schodach.

Technologia Sancheza Terronesa pozwala na uchwycenie kompletnych danych poprzez rejestrowanie prędkości i tętna krwi w postaci fali ciągłej, a nie tylko znanych wartości skurczowych i rozkurczowych dostarczanych przez standardowe odczyty z mankietu, takie jak 120/80.

- Ciśnienie krwi to nie dwie liczby; to funkcja czasu. Wyzwaniem matematycznym było odtworzenie całego przebiegu z pośrednich pomiarów elektrycznych na nadgarstku – powiedział współautor, Braxton Osting, profesor matematyki na Uniwersytecie Utah. - Włączenie fizyki przepływu krwi bezpośrednio do modelu sprawia, że prognoza jest bardziej wiarygodna.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ agt/