В настоящее время, когда врачи хотят постоянно контролировать артериальное давление пациента, они хирургическим путем вводят катетер в одну из артерий человека. Однако вскоре может появиться более безопасная и менее инвазивная альтернатива, и она была вдохновлена настройкой струн гитары.
Хотя существующая методика «артериальной катетеризации» действительно обеспечивает точные, непрерывные показания артериального давления, ее первоначальная настройка и калибровка также требуют много времени. Что еще более важно, из-за того, что катетер может оставаться в артерии в течение нескольких дней, пациенты могут испытывать боль, инфекции, кровотечение или ишемию (ограниченный кровоток).
По этим причинам методика обычно ограничивается использованием для пациентов в отделениях интенсивной терапии.
Менее критических пациентов вместо этого могут подключать к аппаратам, которые многократно выполняют традиционные показания артериального давления с помощью надувной манжеты. Однако эти устройства могут пропускать колебания артериального давления, которые происходят между показаниями, плюс все это сдавливание руки может стать болезненным через некоторое время.
В поисках менее проблемной альтернативы ученые из Caltech и стартапа Esperto Medical из Калифорнии обратились к струнам гитары.
При настройке гитары вы регулируете натяжение каждой струны до тех пор, пока она не начнет резонировать на нужном тоне/частоте при щипке. Вы также можете обратить этот процесс (в некотором роде), то есть вы можете проанализировать резонансную частоту щипнутой струны, чтобы определить текущее натяжение этой струны.
По сути, именно так работает система «резонансной сономанометрии» команды Caltech/Esperto.
Эта диаграмма иллюстрирует основной принцип, лежащий в основе системы резонансной сономанометрии Хименес и др.
Используя внешний преобразователь, ультразвуковые импульсы посылаются вниз через кожу и ткани пациента, чтобы акустически возбудить лежащую под ними артерию. Анализируя эхо этих импульсов, которые отражаются от артерии и возвращаются обратно к преобразователю, можно увидеть, как размеры артерии слегка меняются по мере ее вибрации.
Эти контрольные изменения, в свою очередь, могут быть использованы для определения артериального давления в этой артерии.
В отличие от некоторых других экспериментальных систем, использующих ультразвук для измерения артериального давления, система резонансной сономанометрии не требует повторной калибровки после ее первоначального использования у данного пациента. Ее также можно использовать на любой крупной артерии, в широкой демографической группе пациентов.
Технология уже была протестирована на сонных, подмышечных, плечевых и бедренных артериях испытуемых людей, и показания соответствуют показаниям, полученным с помощью более традиционных методов. И хотя в настоящее время используется портативный ультразвуковой датчик, ученые утверждают, что его можно заменить гораздо меньшим устройством, которое пациент мог бы носить на теле все время.
Статья об исследовании, которое возглавляет Рэймонд Хименес из Esperto Medical, недавно была опубликована в журнале PNAS Nexus.
