Японские ученые разработали УЗИ датчик для измерения давления
Исследователи из Японии разработали прибор, который для контроля систолического и диастолического давления вместо привычного сдавливания артерии манжетой использует крошечный ультразвуковой датчик. Принцип работы прототипа был представлен в виде виртуального стенда на конференции Европейского общества кардиологов (ESC) 2020 года.
Прибор, позволяющий надежно контролировать изменения артериального давления без использования привычной манжеты, был разработан учеными из Национального центра по изучению и лечению болезней мозга и сердечно-сосудистой системы Японии. После калибровки УЗИ устройство при тестировании на собаках выдавало показания давления крови, сопоставимые по точности с традиционными приборами.
Для установления диагноза артериальной гипертензии и лечения этого состояния пациенту очень важно измерять артериальное давление через определенные промежутки времени на протяжении долгого времени, но тонометры с применением надувной манжеты создают определенные неудобства в повседневной жизни человека. Японские изобретатели увидели в ультразвуковой технологии альтернативу традиционному методу.
Они создали манжету, в которую встроен крошечный ультразвуковой датчик размером примерно в половину спичечного коробка, который плотно удерживается между надувной манжетой и кожей. При создании небольшого давления в манжете 65 пьезоэлектрических элементов УЗИ датчика начинают измерять изменения размеров артерии. Данные этих измерений используйся для определения диастолического и систолического кровяного давления.
На рисунке:
(а) плечевая артерия, тонкий плоский ультразвуковой датчик, манжета;
(b) плечевая артерия, тонкий плоский ультразвуковой датчик, слегка надутая манжета, ультразвуковой сигнал
(А) схематическое изображение ультразвукового датчика и манжеты, надетой на верхнюю часть руки и расположенной над плечевой артерией.
(Б) изображение ультразвукового датчика и надутой манжеты в продольном разрезе. Когда манжета надувается, устройство ультразвуком измеряет размеры плечевой артерии.
Авторы проверили точность манжеты на измерение кровяного давления в правой бедренной артерии у шести собак под анестезией. Измерения, сделанные с помощью УЗИ устройства, близко коррелируют с показаниями, полученными с помощью приборов, использующих сдавливание артерии, по данным анализа квадрата коэффициента корреляции (R2).
После всего одной калибровки прибора показатели диастолического артериального давления имели погрешность 3,9 ± 7,9 мм рт. ст., что было в пределах допустимого диапазона погрешности <5 ± <8 мм рт.ст., установленного Ассоциацией по Развитию Медицинской Техники (AAMI).
Однако после калибровки прибора, показания систолического артериального давления имели погрешность 2,6 ± 18,9 мм рт.ст., выходящей за пределы допустимого диапазона, утвержденного AAMI. Для повышения точности систолических показаний авторы исследования добавили машинное обучение и алгоритм опорных векторов к первичной калибровке. Новый анализ показал погрешность измерения систолического давления в диапазоне 0,7 ± 6,9 мм рт.ст., что соответствует рекомендациям AAMI.
Метод измерения с использованием ультразвуковой технологии еще далек от клинического применения, и исследовательской группе еще предстоит проверить точность этого прибора на людях. Но если манжета успешно пройдет дополнительные испытания, сочетание ультразвука и машинного обучения может усовершенствовать мобильный мониторинг артериального давления.
Оригинал новости можно прочитать здесь
