El parche de ultrasonido portátil clínicamente validado permite el control continuo de la presión arterial

Un equipo de investigadores de la Universidad de California en San Diego ha desarrollado un parche de ultrasonido portátil nuevo y mejorado para el control continuo y no invasivo de la presión arterial. Su trabajo marca un hito importante, ya que el dispositivo es el primer sensor de presión arterial por ultrasonido portátil que se somete a una validación clínica rigurosa y completa en más de 100 pacientes.

La tecnología, publicado el 20 de noviembre en Ingeniería Biomédica de la Naturalezatiene el potencial de mejorar la calidad del seguimiento de la salud cardiovascular en la clínica y en el hogar.

«Las mediciones tradicionales de la presión arterial con un brazalete, que se limitan a proporcionar valores de presión arterial únicos, pueden pasar por alto patrones críticos. Nuestro parche portátil ofrece un flujo continuo de datos de forma de onda de la presión arterial, lo que le permite revelar tendencias detalladas en las fluctuaciones de la presión arterial. » dijo el coprimer autor del estudio, Sai Zhou, quien recientemente se graduó con su doctorado. en ciencia e ingeniería de materiales de la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego.

El parche es un dispositivo suave y elástico, aproximadamente del tamaño de un sello postal, que se adhiere a la piel. Cuando se usa en el antebrazo, ofrece lecturas precisas y en tiempo real de la presión arterial en las profundidades del cuerpo. El parche está hecho de un elastómero de silicona que alberga una serie de pequeños transductores piezoeléctricos intercalados entre electrodos de cobre estirables.

Los transductores transmiten y reciben ondas de ultrasonido que rastrean los cambios en el diámetro de los vasos sanguíneos, que luego se convierten en valores de presión arterial.

Mejoras tecnológicas en el ultrasonido portátil

El parche ultrasónico portátil se basa en una prototipo anterior Esto fue iniciado por el laboratorio de Sheng Xu, profesor del Departamento de Ingeniería Química y Nano de la Familia Aiiso Yufeng Li en UC San Diego.

Los investigadores rediseñaron el parche con dos mejoras clave para mejorar su rendimiento en la monitorización continua de la presión arterial.

En primer lugar, empaquetaron los transductores piezoeléctricos más juntos, lo que les permitió proporcionar una cobertura más amplia para poder apuntar mejor a arterias más pequeñas, como las arterias braquial y radial, que son más relevantes clínicamente. En segundo lugar, agregaron una capa de respaldo para amortiguar las vibraciones redundantes de los transductores, lo que mejoró la claridad de la señal y la precisión del seguimiento de las paredes arteriales.

En las pruebas, el dispositivo produjo resultados comparables a los de un manguito de presión arterial y a otro dispositivo clínico llamado línea arterial, que es un sensor insertado en una arteria para controlar continuamente la presión arterial.

Si bien la vía arterial es el estándar de oro para la medición de la presión arterial en unidades de cuidados intensivos y quirófanos, es altamente invasiva, limita la movilidad del paciente y puede causar dolor o malestar.

El parche ofrece una alternativa más simple y confiable, como lo demuestran las pruebas de validación realizadas en pacientes sometidos a procedimientos de vía arterial en laboratorios de cateterismo cardíaco y unidades de cuidados intensivos.

Validación clínica integral

Los investigadores realizaron pruebas exhaustivas para validar la seguridad y precisión del parche. Un total de 117 sujetos participaron en estudios que evaluaron la presión arterial en una amplia gama de actividades y entornos.

En una serie de pruebas, siete participantes usaron el parche durante actividades diarias como andar en bicicleta, levantar un brazo o una pierna, realizar cálculos mentales, meditar, comer y consumir bebidas energéticas.

En una cohorte más grande de 85 sujetos, el parche se probó durante los cambios de postura, como la transición de estar sentado a estar de pie. Los resultados del parche coincidieron estrechamente con los de los manguitos de presión arterial en todas las pruebas.

La capacidad del parche para controlar continuamente la presión arterial se evaluó en 21 pacientes en un laboratorio de cateterismo cardíaco y en cuatro pacientes que ingresaron en la unidad de cuidados intensivos después de la cirugía. Las mediciones del parche coincidieron estrechamente con los resultados de la vía arterial, lo que demuestra su potencial como alternativa no invasiva.

«Un gran avance de este trabajo es cuán exhaustivamente validamos esta tecnología, gracias al trabajo de nuestros colaboradores médicos», dijo Xu.

«La presión arterial puede estar en todas partes dependiendo de factores como el síndrome de la bata blanca, la hipertensión enmascarada, las actividades diarias o el uso de medicamentos, lo que dificulta obtener un diagnóstico preciso o administrar el tratamiento. Por eso era tan importante para nosotros realizar pruebas este dispositivo en una amplia variedad de entornos clínicos y del mundo real. Muchos estudios sobre dispositivos portátiles omiten estos pasos durante el desarrollo, pero nos aseguramos de cubrirlos todos».

El equipo de investigación se está preparando para ensayos clínicos a gran escala y planea integrar el aprendizaje automático para mejorar aún más las capacidades del dispositivo. También se están realizando esfuerzos para validar una versión inalámbrica alimentada por baterías para uso a largo plazo y una integración perfecta con los sistemas hospitalarios existentes.