Данный ультразвуковой пластырь — первая портативная система для постоянного мониторинга артериального давления, одобренная для широкого применения. Исследователи отмечают, что традиционные методы измерения артериального давления с помощью манжеток могут упускать важные динамические изменения давления, что делает их менее эффективными для диагностики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний.
«Регулярные измерения артериального давления с помощью манжеток предоставляют лишь моментальные данные, тогда как наш пластырь дает полный спектр информации о колебаниях артериального давления в реальном времени, что позволяет врачам точнее интерпретировать состояние пациента», — отметил соавтор исследования Сай Чжоу, который недавно защитил докторскую диссертацию по материаламедения и инженерии в Инженерной школе Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Пластырь выполнен из силикона и оснащен множеством пьезоэлектрических датчиков, расположенных между растягивающимися металлическими электродами. Эти датчики передают и принимают ультразвуковые волны, отражающие изменения диаметра кровеносных сосудов, которые затем трансформируются в показатели артериального давления. Пластырь фиксируется на предплечье и измеряет артериальное давление в глубоких слоях тканей, обеспечивая точный мониторинг состояния сердечно-сосудистой системы.
Эта технология, описанная в журнале Nature Biomedical Engineering, может улучшить качество мониторинга здоровья как в медицинских учреждениях, так и дома, предлагая пользователям надежный и удобный инструмент для наблюдения за состоянием сердца.
Этот носимый ультразвуковой пластырь был усовершенствованным на основе более раннего прототипа, созданного лабораторией Шэнь Сюя, профессора кафедры химической и наноинженерии семьи Айсо Юфэн Ли в Калифорнийском университете в Сан-Диего. Исследователи внесли два ключевых улучшения, направленных на повышение производительности устройства для непрерывного мониторинга артериального давления:
- Ближнее расположение пьезоэлектрических преобразователей: Учёные разместили пьезоэлектрические преобразователи ближе друг к другу, что позволило им охватывать большее количество мелких артерий, таких как плечевые и лучевые артерии, которые играют важную роль в клинической практике.
- Подкладкающий слой для гашения вибрации: Добавлен дополнительный слой для подавления избыточных вибраций, возникающих при работе пьезоэлектрических преобразователей, что повысило точность и чёткость сигнала, улучшая мониторинг артериальных стенок.
Эти усовершенствования помогли увеличить чувствительность устройства к мельким изменениям в артериальном давлении, что особенно полезно для диагностики и управления сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Клиническая валидация и эффективность
Исследователи провели комплексную клиническую валидацию, включающую 117 субъектов, чтобы убедиться в безопасности и точности работы пластыря. Испытатели носили пластырь в различных условиях, таких как ежедневная физическая активность, смена положений тела, когнитивная нагрузка, потребление пищи и напитков, а также отдых. В некоторых экспериментах участники использовали пластырь во время езды на велосипе, подъёма рук и ног, выполнения математических задач, медитации, приёма пищи и употребления энергетических напитков. Пластырь продемонстрировал хорошую корреляцию с показателями артериального давления, получаемых с помощью манжетки, во всех проведенных тестах.
Кроме того, пластырь успешно прошел тестирование у 21 пациента в лаборатории катетеризации сердца и у четырёх пациентов, находящихся в отделении интенсивной терапии после хирургических вмешательств. Результаты измерений с помощью пластыря соответствовали показателям артериального давления, получаемым с помощью метода артериальной линии, что подтвердило его потенциал как неинвазивную альтернативу традиционным методам мониторинга.
Разработанный ультразвуковой пластырь прошёл тщательное тестирование в разнообразных клинических сценариях, что доказало его эффективность и надёжность как неинвазивного инструмента для мониторинга артериального давления. Он демонстрирует высокий уровень точности и может заменить более инвазивные методы, такие как артериальная линия, особенно в условиях, где требуется непрерывный мониторинг давления. Эта работа подчеркивает важность проведения всесторонних клинических испытаний перед внедрением новых технологий в медицинскую практику.
Источник: https://scitechdaily.com/researchers-develop-wearable-patch-that-monitors-blood-pressure-anywhere/
