Senzorii portabili cu inteligență artificială pot monitoriza tensiunea arterială noninvazivă

Senzorii portabili cu inteligență artificială pot monitoriza tensiunea arterială noninvazivă

Senzorii portabili, combinați cu inteligența artificială, pot genera citiri ale tensiunii arteriale aproape la fel de precise ca liniile arteriale invazive utilizate în unitățile de terapie intensivă și sălile de operație, demonstrează o nouă cercetare realizată de cercetătorii de la Universitatea Johns Hopkins.

Teste inițiale reușite pe pacienți sugerează că acest sistem ar putea deveni o alternativă la cateterele arteriale, oferind spitalelor posibilitatea de a monitoriza tensiunea arterială în afara unităților de terapie intensivă. De asemenea, senzorii ar putea oferi persoanelor cu hipertensiune o modalitate de a-și monitoriza continuu sănătatea, asemenea monitoarelor de glucoză pentru persoanele cu diabet.

Pacienții din terapie intensivă au nevoie de monitorizare continuă a tensiunii arteriale pentru a depista problemele din timp, dar utilizarea unei linii arteriale presupune riscuri precum sângerare, formarea de cheaguri și infecții. „Am dorit să găsim o modalitate mai bună”, a declarat Carl Harris, autor principal, student la doctorat în inginerie biomedicală.

Rezultatele au fost publicate recent în revista Computers in Biology and Medicine.

Pacienții din terapie intensivă experimentează adesea fluctuații mari ale tensiunii arteriale. Dacă aceasta este prea mare, poate duce la accidente vasculare cerebrale, atacuri de cord și leziuni renale. Tensiunea arterială prea scăzută poate însemna că nu este suficient sânge livrat creierului și organelor vitale.

Standardul actual pentru monitorizarea continuă a tensiunii arteriale este linia arterială – un cateter introdus direct într-o arteră, de obicei în braț sau în inghin, care oferă o monitorizare continuă și în timp real. Procedura funcționează foarte bine, dar implică un risc ridicat de sângerare, formarea de cheaguri și infecții. De asemenea, limitează mobilitatea pacienților.

Cuferele pentru tensiunea arterială, care se înfășoară în jurul brațului, nu sunt invazive, dar oferă doar citiri intermitente.

Echipa a creat un sistem numit MOSAIC, bazat pe doi senzori – unul plasat pe pieptul pacientului și celălalt pe un deget. Împreună, senzorii înregistrează activitatea electrică a inimii și fluxul de sânge prin corp, transmițând aceste semnale unui model de învățare profundă care generează un graf, o citire continuă a tensiunii arteriale în timp.

„Reconstruim datele grafice într-un mod care este semnificativ, precis, fiabil și, cel mai important, noninvaziv. Este o posibilă soluție pentru a evita standardul actual de îngrijire pentru măsurarea tensiunii arteriale, liniile arteriale, o procedură foarte invazivă cu riscuri de multe complicații”, a afirmat Robert Stevens, autor senior, șef al Diviziei de Informatica, Integrare și Inovație la Johns Hopkins Medicine.

Într-un studiu inițial desfășurat pe 28 de pacienți din unitatea de terapie intensivă a spitalului Johns Hopkins, sistemul a generat grafice care s-au potrivit îndeaproape cu cele înregistrate de cateterele arteriale tradiționale. „Suntem foarte aproape de a atinge acel standard de aur”, a spus Harris. „Acest lucru demonstrează că putem face ceea ce ne-am propus – și destul de bine.”

Echipa validează acum senzorii și algoritmul pe o cohortă mai mare de pacienți din unitatea de terapie intensivă a Johns Hopkins.

Pe termen lung, cercetătorii speră ca sistemul să reducă necesitatea monitorizării invazive și să devină o modalitate de a măsura continuu tensiunea arterială în diverse medii – în unitățile de spital obișnuite și acasă.

Echipa își imaginează că persoanele care suferă de hipertensiune, una dintre cele mai comune și letale boli la nivel mondial, ar putea purta senzorii zilnic pentru a-și monitoriza tensiunea arterială. Aceștia speră ca senzorii să aducă o schimbare de paradigmă pentru milioanele de persoane care trăiesc cu hipertensiune, așa cum monitoarele de glucoză au făcut pentru persoanele cu diabet.

Senzorii ar putea fi folosiți și pentru persoanele sănătoase, pentru a obține informații despre fluctuațiile și tendințele zilnice ale tensiunii arteriale în timpul activităților zilnice.

„Observăm pacienți bolnavi în unitatea de terapie intensivă, dar nu avem idee ce se întâmplă cu tensiunea arterială la o persoană sănătoasă care își trăiește viața, mergând la muncă și fiind cu familia”, a spus Stevens. „Ce se întâmplă cu tensiunea lor arterială zi de zi? Nimeni nu știe.”