加州大學聖迭戈分校的研究人員開發出一種新型穿戴式超音波貼片，用於連續、非侵入性血壓監測。 該設備是首個在100 多名患者身上經過嚴格、全面臨床驗證的可穿戴超音波血壓感測器。該技術最近發表在《自然-生物醫學工程》（Nature Biomedical Engineering）上，有望提高臨床和家庭心血管健康監測的品質。

這種小巧的彈性皮膚貼片利用超音波持續監測人體深部的血壓。 對包括重症監護室病人在內的117 名受試者進行的全面臨床驗證表明，它有潛力成為目前臨床血壓監測方法的更簡單、更可靠的替代品。 圖片來源：David Baillot/加州大學聖地牙哥分校雅各布斯工程學院

” 傳統的袖帶式血壓測量僅限於提供一次性血壓值，可能會遺漏關鍵的血壓模式。我們的可穿戴貼片能提供連續的血壓波形資料流，從而揭示血壓波動的詳細趨勢，” 該研究的第一作者之一、最近剛從加州大學聖地牙哥分校雅各布斯工程學院獲得材料科學與工程博士學位的周賽說。

這種貼片是一種柔軟而有彈性的裝置，大小和郵票差不多，可以貼在皮膚上。 配戴在前臂上時，它能精確、即時地讀取人體深部的血壓值。 這種貼片由矽樹脂彈性體製成，在可拉伸的銅電極之間夾著一個小型壓電感測器陣列。 感測器發射和接收超音波，追蹤血管直徑的變化，然後將其轉換成血壓值。

這種小巧、有彈性的皮膚貼片利用超音波持續監測人體深部的血壓。 對包括重症監護室病人在內的117 名受試者進行的全面臨床驗證表明，它有潛力成為目前臨床血壓監測方法的更簡單、更可靠的替代品。 圖片來源：David Baillot/加州大學聖地牙哥分校雅各布斯工程學院

這款穿戴式超音波貼片是在加州大學聖迭戈分校化學與奈米工程愛索-李玉峰家族系教授徐勝實驗室首創的早期原型的基礎上開發的。 研究人員重新設計了這種貼片，並對其進行了兩項關鍵改進，以提高其連續血壓監測性能。 首先，他們將壓電感測器靠得更近，使其能夠提供更廣的覆蓋範圍，從而能夠更好地瞄準較小的動脈，例如肱動脈和橈動脈，這些動脈在臨床上更具相關性。 其次，他們還添加了一層襯墊來抑制感測器的多餘振動，從而提高了訊號的清晰度和追蹤動脈壁的準確性。

在測試中，該設備產生的結果可與血壓袖帶和另一種稱為動脈管的臨床設備相媲美，後者是一種插入動脈以持續監測血壓的傳感器。 動脈導管是重症監護室和手術室測量血壓的黃金標準，但它具有高度侵入性，限制了病人的活動，並可能引起疼痛或不適。 貼片提供了一種更簡單、更可靠的替代方法，在心導管室和重症監護室對接受動脈管​​路手術的病人進行的驗證測試表明了這一點。

研究的第一作者之一Sai Zhou 手持重新設計的可穿戴超音波貼片。 圖片來源：加州大學聖地牙哥分校雅各布斯工程學院

研究人員進行了大量測試，以驗證貼片的安全性和準確性。 共有117 名受試者參與了評估各種活動和環境下血壓的研究。 在一組測試中，7 名受試者在騎自行車、抬手或抬腿、進行心算、冥想、進餐和飲用能量飲料等日常活動中佩戴了貼片。 在一個由85 名受試者組成的更大的群組中，貼片在姿勢變化時接受了測試，例如從坐姿過渡到站姿。 在所有測試中，貼片得出的結果與血壓袖帶得出的結果非常接近。

在心導管實驗室對21 名患者和4 名手術後入住加護病房的患者進行了貼片連續監測血壓能力的評估。 貼片的測量結果與動脈管路的測量結果非常吻合，顯示了它作為非侵入性替代方法的潛力。

徐說：”這項工作的一大進步是，在我們的醫學合作者的努力下，我們對這項技術進行了徹底的驗證。白大衣綜合症、隱性高血壓、日常活動或用藥等因素都會導致血壓波動，這使得準確診斷或管理治療變得非常棘手。跳過了這些步驟，但我們確保涵蓋所有步驟。

這種小巧的彈性皮膚貼片利用超音波持續監測人體深部的血壓。 對包括重症監護室病人在內的117 名受試者進行的全面臨床驗證表明，它有潛力成為目前臨床血壓監測方法的更簡單、更可靠的替代品。 圖片來源：David Baillot/加州大學聖地牙哥分校雅各布斯工程學院

研究團隊正在為大規模臨床試驗做準備，並計劃整合機器學習，以進一步提高設備的功能。 此外，他們還在努力驗證無線電池供電版本，以便長期使用並與現有醫院系統無縫整合。

編譯自/ ScitechDaily