新型血压计利用超声波进行连续、非侵入性测量

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可以提供关于患者的心功能、心容积状况、器官灌注和整体血流动力学稳定性的相关信息。通常情况下，通过在手臂上使用非侵入性血压计（即臂式电子血压计），可以实现血压的间歇性测量。在高危医疗环境中（如手术室（OR）和重症监护室（ICU）），连续血压监测是通过插入外周动脉的侵入性动脉导管（A- line）实现的。然而，加州理工学院的研究人员找到了一种能无创、连续测量身体任何部位血压的方法，且几乎不会对患者造成任何干扰。

在7月份发表在PNAS Nexus上的一篇论文中（https://academic.oup.com/pnasnexus/article/3/7/pgae252/7717708?login=false），研究人员描述了他们读取血压的共振声测压（RSM）方法。这项新技术使用超声波来测量动脉壁的尺寸。它还使用声波来寻找共振频率，通过动脉壁张力来揭示这些壁内的压力。这些信息足以在任何时候计算动脉内的绝对压力，而不需要校准。

最后一个因素很重要，因为其他非侵入性方法只能提供血压的相对变化。它们需要使用传统压力袖带的读数进行定期校准。RSM技术消除了校准的需要，使连续读数更加可靠。

共振声测压的工作原理

研究人员的RSM系统使用超声换能器来测量动脉的尺寸。它还以不同的频率传输声波。振动导致动脉壁相应地移入和移出，从而形成一种独特的运动模式。当共振频率被传输时，动脉的顶部和底部将同步进出。

该共振频率可用于确定动脉壁的张力。壁中的张力与动脉内血液的流体压力直接相关。因此，可以根据动脉的尺寸及其共振频率在任何时刻计算血压。

研究人员已经用模型和人类受试者验证了这种方法。他们首先在动脉模型上测试了这项技术，该模型使用薄壁橡胶管和注射器来改变压力。他们使用多种压力和不同直径的管道测试了这个模型。

然后，研究人员对受试者的颈动脉（位于颈部）进行了测量，使用标准压力袖带进行间歇性测量。RSM技术是成功的，随后也在腋（肩）、肱（臂）和股（腿）动脉上得到了验证。读数非常清楚，研究人员提到，他们甚至可能能够检测到与呼吸相关的血压变化及其对胸压的影响。

与传统的压力袖带方法不同，RSM提供整个心跳周期的数据，而不仅仅是收缩和舒张的极端值（简单说就是您在传统血压测量中收到的两个数字）。RSM适用于不同大小的动脉，这意味着它也应该适用于不同体型和类型的人。使用超声波还可以消除可能影响基于光的设备的并发症，如皮肤着色（https://spectrum.ieee.org/pulse-oximeters-encode-racial-bias-with-clear-consequences-for-covid-19-patients）。

Esperto Medical

“我非常喜欢持续监测；医生办公室的按年测试的血压读数不足以支持做出医疗决策，”碘软件公司的数字健康负责人Nick van Terheyden医学博士如此表示，该公司利用机器学习技术来提高医疗保健洞察力，“一种基于数学和物理旧规则的新方法是一项令人兴奋的发展。”

加州理工学院的研究人员创建了一家分拆公司Esperto Medical，利用RSM技术开发商业产品。该公司创造了一种比一副扑克牌还小的传感器模块，可以将其整合到可穿戴的臂章中。他们希望将硬件小型化，使其可以集成到腕戴式设备中。Esperto Medical首席技术官Raymond Jimenez表示：“这项技术有望实现在任何地方解锁准确、无需校准的血压测量——在诊所、健身房，甚至是家里。”

看来这种产品有很大的市场。物联网咨询公司Parks Associates的总裁Elizabeth Parks表示：“92%打算购买可穿戴设备的消费者愿意为与健康相关的功能支付额外费用，而血压测量在这些功能中排名第一。”

未来，智能手表可能能够直接监测一整天的血压，而不是依靠挤压手臂的血压袖带，就像它们已经对心率和其他生命体征所做的那样 —— 患者可整天戴着它，随时进行任意多次测量，这样医生就能更好、更精确地指导给药。