Estimación no Invasiva de la presión arterial con dispositivos vestibles

Germán Fierro Línea de investigación: Tecnologías de Apoyo a la vida

 

 

Desde ya hace algunos años el Uruguay se ha caracterizado por tener un aumento en la población madura demográficamente, en los últimos 50 años el porcentaje de población mayor a 65 años se ha casi duplicado, y es un sector que sigue en crecimiento [1]. Esta porción de la población es fuerte demandante de recursos clínicos, por lo que el monitoreo de variables biológicas tales como el ritmo cardíaco, presión arterial, gasto cardíaco, oxigenación sanguínea, son prácticas que podrían prevenir consecuencias graves como accidentes cerebrovasculares, ataques cardíacos, insuficiencias cardíacas/renales y aneurismas arteriales, permitiendo así el ahorro en recursos clínicos y económicos, y sobretodo la mejora en la calidad de vida de las personas.
Otro sector de la población que es importante tener bajo supervisión clínica es el de las embarazadas. Los estados hipertensivos del embarazo son una complicación frecuente que alcanza del orden del 10% de los embarazos [2, 3]. A su vez cerca de la mitad de estos casos evolucionan en pre-eclampsia, una condición de riesgo que puede conducir a la eclampsia, la que es la principal causa de mortalidad materna en América Latina y Caribe, así como en los países desarrollados, con una incidencia del 25.7% de los casos en América Latina de acuerdo a las última cifras disponibles ([4], [5]). Existen múltiples estudios ([2, 6, 7]) que indican que el control de la presión arterial en el hogar o en forma ambulatoria frecuente permitiría una detección temprana de la pre-eclampsia, así como distinguir aquellos casos en que tenga incidencia la denominada white coat hypertension (hipertensión de la túnica blanca) [7], definida como elevación de la medida de la tensión arterial debida a ser tomada en ambiente médico, adecuando por tanto el tratamiento y manejo del embarazo.

Diferentes métodos permiten obtener la presión arterial de forma no invasiva, entre los cuales se encuentra el esfigmomanómetro de mercurio. Éste, si bien es el método gold standard para la obtención de la presión arterial, requiere de un asistente de salud con cierta experiencia para detectar correctamente los sonidos de Korotoff en el estetoscopio, y así obtener un valor acertado de presión arterial. Este tipo de diagnóstico es demandante en la utilización de recursos clínicos, sin contar que, una medida diaria podría no ser suficiente debido a que la presión arterial puede tener variaciones de hasta un 30% a lo largo de día [8].

 

 

Otros dispositivos de medición de presión son los basados en métodos Oscilométricos, permiten obtenerla de forma autónoma y ambulante, permitiendo su uso doméstico. Sin embargo, utilizan un brazalete inflable que ejerce presión por encima de la sistólica ocluyendo así el flujo sanguíneo y por lo tanto haciendo inviable el monitoreo continuo de la presión arterial. Además, este principio determina unicamente y de forma aproximada la presión sanguínea media, estimando por algorítmos no muy establecidos las componentes sistólica y diastólica [9].

investigacion1Por otro lado, se ha encontrado que el seguimiento de la Presión Arterial en la noche, su relación día-noche y variabilidad de su componente sistólica son fuertes predictores independientes de eventos cardiovasculares [10] [11]. En este contexto, los dispositvos más adecuados son los llamados “vestibles”, es decir que el usuario debe de estar usando el dispositivo durante todo el día, con éste causando una incomodidad despreciable. Para ganar confianza en los usuarios, estos dispositivos deben de ser precisos, discretos, confiables y confortables en la estimación de los parámetros de la salud cardiovascular.

En los últimos años, varios grupos han trabajado en monitores continuos de presión arterial “vestibles”, basados en el tiempo de tránsito de pulso (PTT), que es el tiempo que le lleva al pulso de presión en propagarse por la red vascular. Desde los primeros años del siglo 20, se sabe de la relación que existe entre la presión arterial y la velocidad de pulso, donde el aumento de la primera produce un incremento de la velocidad de propagación de los pulsos en la arterias. La ecuación de Moens-Korteweg [12] es un modelo simplificado que vincula la velocidad de propagación con la rigidez arterial (entre otros factores geométricos) en la cual la presión arterial está implicita. Por lo tanto la Presión sanguínea podría ser estimada midiendo el tiempo que demora un pulso en pasar por dos puntos de la red arterial pre-establecidos. Por ejemplo, el intervalo descrito por el punto “R” del electrocadiograma y el “J” del Balistocardiograma, muestra una correlación inversa con la presión arterial[13]. Muchos grupos de investigación en todo el mundo están trabajando actualmente en este problema [14][15][16][17][18] y es un asunto que aún requiere contribuciones para su desarrollo [16].

 

Germán Fierro
Asistente / Ing. Eléctrico, Phd Ing. Eléctrica (en curso)
gfierro@fing.edu.uy

 

Referencias

[1] Resultados del Censo de Población 2011: población, crecimiento y estructura por sexo y edad. Instituto nacional de estadística de Uruguay.
[2] Corradetti, A., Ambulatory blood pressure monitoring in pregnancy, Università Politecnica delle Marche, Doctoral Thesis, 2009/2010, http://openarchive.univpm.it/jspui/handle/123456789/274
[3] J. Roberts et al, Summary of the NHLBI working group on research on hypertension during pregnancy, Hypertension, Vol 41, No. 3, pp.437-445, 2003.
[4] World Health Organization, Causes of maternal death, disponible en http://www.who.int/reproductivehealth/topics/maternal_perinatal/epidemiology/en/ (visitado el 26/6/2013)
[5] Khan KS et al. WHO analysis of causes of maternal death: a systematic review. Lancet, 2006, 367:1066–1074.
[6] Waugh, J. y otros (2001), “Home monitoring of blood pressure in pregnancy at high risk of preeclampsia.” European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology 99, No 1, 109-111.
[7] Bellomo, G. y otros (1999), “Prognostic value of 24-hour blood pressure in pregnancy.” Jama 282, No. 15, 1447-1452.
[8] B. Letac and P. Behar, ”Variations in blood pressure at rest and during the day in 40 ambulatory hypertensive patients,” Arch. Mal. Coeur Vaiss., July 1986, pp. 1181-1187.
[9]L. A. Geddes, Handbook of Blood Pressure Measurement: Humana Press, 1991.
[10] R. H. Fagard, H. Celis, L. Thijs, J. A. Staessen, D. L. Clement, M. L. De Buyzere, and D. A. De Bacquer, “Daytime and nighttime blood pressure as predictors of death and cause-specific cardiovascular events in hypertension,” Hypertension, vol. 51, pp. 55-61, January 1, 2008

[11] E. Dolan, A. Stanton, L. Thijs, K. Hinedi, N. Atkins, S. McClory, E. D. “Superiority of ambulatory over clinic blood pressure measurement in predicting mortality,” Hypertension, vol. 46, pp. 156-161, 2005.
[12] N. Westerhof, et al., Snapshots of Hemodynamics: Springer, 2005.
[13] Shin, J.H., Lee, K.M, and Park, K.S.: ‘Non-constrained monitoring of systolic blood pressure on a weighing scale’, Physiol. Meas., 2009, 30, (7), pp. 679–693, doi: 10.1088/0967-3334/30/7/011
[14] Noh, S.; Yoon, C.; Hyun, E.; Yoon, H.N.; Chung, T.J.; Park, K.S.; Kim, H.C., “Ferroelectret film-based patch-type sensor for continuous blood pressure monitoring,” Electronics Letters, vol.50, no.3, pp.143,144, January 30 2014
[15] Yali Zheng; Yan, B.P.; Yuanting Zhang; Yu, C.M.; Poon, C.C.Y., “Wearable cuff-less PTT-based system for overnight blood pressure monitoring,” Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2013 35th Annual International Conference of the IEEE , vol., no., pp.6103,6106, 3-7 July 2013
[16] Winokur, E.S.; He, D.D.; Sodini, C.G., “A wearable vital signs monitor at the ear for continuous heart rate and Pulse Transit Time measurements,” Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2012 Annual International Conference of the IEEE , vol., no., pp.2724,2727, Aug. 28 2012-Sept. 1 2012
[17] Sola, J.; Proenca, M.; Chetelat, O., “Wearable PWV technologies to measure Blood Pressure: eliminating brachial cuffs,” Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2013 35th Annual International Conference of the IEEE , vol., no., pp.4098,4101, 3-7 July 2013
[18] Josep Sola, Stefano F. Rimoldi and Yves Allemann (2010). Ambulatory Monitoring of the Cardiovascular System: the Role of Pulse Wave Velocity, New Developments in Biomedical Engineering, Domenico Campolo (Ed.), ISBN: 978-953-7619-57-2, InTech, DOI: 10.5772/7608.