据麦姆斯咨询报道，近期，美国加州大学圣地亚哥分校（University of California San Diego，UCSD）的研究人员开发了一种增强型可穿戴超声贴片，能够提供持续且无创的血压监测，相关论文发表在《自然生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）期刊上。
这款小巧且有弹性的新型可穿戴超声贴片利用超声波持续监测位于人体较深部位血管的血压。研究人员对包括重症监护病房的患者在内的117名受试者进行了全面的临床验证，证明了该新型可穿戴超声贴片有可能成为当前临床血压监测方法的一种更简便、更可靠的替代方案。
此项研究的意义重大，因为该新型可穿戴超声贴片是首款在100多人身上经过严格且全面验证的可穿戴超声血压监测仪。这项技术有可能提高诊所和家庭心血管健康监测的质量。
这项研究的共同第一作者、加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院（Jacobs School of Engineering）的博士研究生Sai Zhou说：“传统的通过袖带进行的血压测量仅限于提供一次性血压值，可能会遗漏关键的血压变化模式。该新型可穿戴超声贴片提供持续的血压波形数据流，从而能够揭示血压波动的详细趋势。”
该新型可穿戴超声贴片是一款柔软且有弹性的器件，大约有一张邮票那么大，可贴在人体皮肤上。当佩戴在前臂上时，它可以实时且准确地提供人体较深部位的血压读数。该新型可穿戴超声贴片由硅弹性体制成，包含一组夹在柔性铜电极之间的微型压电换能器。该换能器可发射和接收超声波，通过测量血管直径变化将其转化为血压读数。
可穿戴超声技术的改进
该新型可穿戴超声贴片参考了加州大学圣地亚哥分校Sheng Xu教授早期开发的原型。研究人员对该贴片进行了重新设计，做了两处重大改变，以提高其在持续血压监测方面的效能。
首先，他们将压电换能器排列得更紧密，使其能够覆盖更广的范围，并更好地聚焦于像肱动脉和桡动脉这类在治疗方面更具重要意义的较细动脉。其次，他们增加了一个衬底层来减少压电换能器多余的振动，这提高了信号的清晰度及对动脉壁追踪的准确性。
在测试中，该新型可穿戴超声贴片得出的结果与血压袖带以及另一种被称为动脉导管（一种插入动脉以持续监测血压的传感器）的临床装置得出的结果相似。动脉导管是重症监护病房和手术室测量血压的“金标准”，但它非常具有侵入性，会限制患者的活动，并可能引起不适或疼痛。
正如在心脏导管实验室和重症监护病房对接受动脉导管手术的患者进行的验证测试表明的那样，该新型可穿戴超声贴片是一种更简单且更可靠的持续血压监测选择。
全面临床验证
研究人员进行了全面的测试，以确保该新型可穿戴超声贴片的安全性和准确性。共有117人参加了在不同活动和环境下测量血压的实验。在一系列实验中，其中有7人在骑自行车、做抬手臂或腿部动作、心算、冥想、用餐以及饮用能量饮料等不同场景中都佩戴了新型可穿戴超声贴片。
而在一个规模更大的、由85名患者组成的团队中，研究人员对该新型可穿戴超声贴片在患者从坐姿变为立姿的体位变化过程中进行了测试。在所有这些实验中，贴片产生的结果与血压袖带所测结果非常相似。
研究人员在心脏导管实验室对21名患者以及在重症监护病房对术后的4名患者进行了该新型可穿戴超声贴片持续追踪血压能力的测试。该新型可穿戴超声贴片的测量结果与动脉导管的测量结果几乎一致，这表明了它作为一种非侵入性替代方案的良好前景。
加州大学圣地亚哥分校Sheng Xu教授说：“这项工作的一大进展是我们对这项技术进行了极为彻底的验证，这要归功于医学合作伙伴的努力。人体血压因受到多种因素影响而波动不定，比如白大衣综合征、隐匿性高血压、日常活动或药物使用等，这使得准确诊断或进行治疗管理颇具难度。这就是为什么我们要在各种各样的现实生活场景和临床环境中对该新型可穿戴超声贴片进行测试，这一点至关重要。许多关于可穿戴器件的研究在开发过程中会跳过这些步骤，但我们确保了全部都做到位。”
下一步计划
该研究团队计划进行大规模临床实验，并打算利用机器学习（ML）来提升该新型可穿戴超声贴片的功能。他们目前正在努力验证一款无线电池供电的版本，以便其能长期使用，并可与当前的医院系统实现无缝连接。
该研究得到了威康信托创新者奖（Wellcome Trust Innovator Award，项目编号：WT215841/Z/19/Z）和美国国立卫生研究院（National Institutes of Health，项目编号：1 R01 EB3346401）的支持。
