Un patch échographique portable, cliniquement validé, permet une surveillance continue de la pression artérielle

Une équipe de chercheurs de l’Université de Californie à San Diego a développé un nouveau patch échographique portable amélioré pour la surveillance continue et non invasive de la pression artérielle. Leur travail marque une étape majeure, car l’appareil est le premier capteur de pression artérielle à ultrasons portable à subir une validation clinique rigoureuse et complète sur plus de 100 patients.

La technologie, publiée le 20 novembre dans Génie biomédical naturela le potentiel d’améliorer la qualité de la surveillance de la santé cardiovasculaire en clinique et à domicile.

« Les mesures traditionnelles de la pression artérielle avec un brassard, qui se limitent à fournir des valeurs ponctuelles de la pression artérielle, peuvent manquer des tendances critiques. Notre patch portable offre un flux continu de données de forme d’onde de la pression artérielle, lui permettant de révéler des tendances détaillées dans les fluctuations de la pression artérielle, ” a déclaré Sai Zhou, co-premier auteur de l’étude, qui a récemment obtenu son doctorat. en science et ingénierie des matériaux de la Jacobs School of Engineering de l’UC San Diego.

Le patch est un dispositif doux et extensible, de la taille d’un timbre-poste, qui adhère à la peau. Lorsqu’il est porté sur l’avant-bras, il offre des lectures précises et en temps réel de la pression artérielle au plus profond du corps. Le patch est constitué d’un élastomère de silicone qui abrite un ensemble de petits transducteurs piézoélectriques pris en sandwich entre des électrodes de cuivre extensibles.

Les transducteurs transmettent et reçoivent des ondes ultrasonores qui suivent les modifications du diamètre des vaisseaux sanguins, qui sont ensuite converties en valeurs de pression artérielle.

Améliorations technologiques de l’échographie portable

Le patch portable à ultrasons s’appuie sur un prototype antérieur mis au point par le laboratoire de Sheng Xu, professeur au département de génie chimique et nano de la famille Aiiso Yufeng Li à l’UC San Diego.

Les chercheurs ont repensé le patch avec deux améliorations clés pour améliorer ses performances en matière de surveillance continue de la pression artérielle.

Premièrement, ils ont rapproché les transducteurs piézoélectriques, leur permettant de fournir une couverture plus large afin de mieux cibler les artères plus petites telles que les artères brachiales et radiales, qui sont plus pertinentes sur le plan clinique. Deuxièmement, ils ont ajouté une couche de support pour amortir les vibrations redondantes des transducteurs, ce qui a permis d’améliorer la clarté du signal et la précision du suivi des parois artérielles.

Lors des tests, l’appareil a produit des résultats comparables à ceux d’un brassard de tensiomètre et d’un autre dispositif clinique appelé ligne artérielle, qui est un capteur inséré dans une artère pour surveiller en permanence la pression artérielle.

Bien que la ligne artérielle soit la référence en matière de mesure de la pression artérielle dans les unités de soins intensifs et les salles d’opération, elle est très invasive, limite la mobilité du patient et peut provoquer des douleurs ou un inconfort.

Le patch constitue une alternative plus simple et plus fiable, comme le montrent les tests de validation menés sur des patients subissant des procédures de cathétérisme artériel dans des laboratoires de cathétérisme cardiaque et des unités de soins intensifs.

Validation clinique complète

Les chercheurs ont effectué des tests approfondis pour valider la sécurité et l’exactitude du patch. Au total, 117 sujets ont participé à des études évaluant la tension artérielle dans un large éventail d’activités et de contextes.

Dans une série de tests, sept participants ont porté le patch lors d’activités quotidiennes telles que faire du vélo, lever un bras ou une jambe, effectuer du calcul mental, méditer, prendre des repas et consommer des boissons énergisantes.

Dans une cohorte plus large de 85 sujets, le patch a été testé lors de changements de posture, comme le passage de la position assise à la position debout. Les résultats du patch correspondaient étroitement à ceux des brassards de tensiomètre dans tous les tests.

La capacité du patch à surveiller en permanence la pression artérielle a été évaluée chez 21 patients dans un laboratoire de cathétérisme cardiaque et chez quatre patients admis à l’unité de soins intensifs après une intervention chirurgicale. Les mesures du patch concordaient étroitement avec les résultats de la ligne artérielle, démontrant son potentiel en tant qu’alternative non invasive.

“Une grande avancée dans ce travail réside dans la manière dont nous avons validé cette technologie, grâce au travail de nos collaborateurs médicaux”, a déclaré Xu.

“La tension artérielle peut varier en fonction de facteurs tels que le syndrome de la blouse blanche, l’hypertension masquée, les activités quotidiennes ou la prise de médicaments, ce qui rend difficile l’obtention d’un diagnostic précis ou la gestion du traitement. C’est pourquoi il était si important pour nous de tester “

L’équipe de recherche se prépare à des essais cliniques à grande échelle et prévoit d’intégrer l’apprentissage automatique pour améliorer encore les capacités de l’appareil. Des efforts sont également en cours pour valider une version sans fil alimentée par batterie pour une utilisation à long terme et une intégration transparente avec les systèmes hospitaliers existants.