Ett team av forskare vid University of Texas i Arlington och University of Texas Southwestern har nyligen utvecklat en ny metod för att uppskatta systolisk (SBP), diastolisk (DBP), och medelvärde (MBP) blodtrycksvågformer från fotopletysmografi (PPG) signaler. PPG är en enkel, låg kostnad, och icke-invasiv optisk teknik som detekterar volymetriska förändringar i blodet inom den perifera cirkulationen. PPG används flitigt inom kliniska miljöer, både för fysiologisk mätning och övervakning.

Ny forskning har visat på förekomsten av betydande svängningar i nattligt blodtryck (BP) bland patienter som drabbats av obstruktiv sömnapné (OSA). Den höga frekvensen och intensiteten av dessa svängningar, som vanligtvis inträffar under varje apnéepisod, föreslår att studier av dem kan avslöja grundorsakerna till kardiovaskulära och cerebrovaskulära komorbiditeter av OSA.

Även om de fysiologiska konsekvenserna av dessa BP-svängningar fortfarande är okända, utveckla instrument som kan upptäcka dem och uppskatta deras storlek kvarstår av avgörande betydelse. Befintliga polysomnografiinstrument tillåter inte slag-till-slag-mätning av BP; men vissa mäter oximetri. PPG -signalen som upptäcks med hjälp av sömnlaboratoriumoximetrar kan hjälpa forskare att mäta storleken på BP -svängningar.

"Vi har undersökt en ny metod för kontinuerlig uppskattning av systoliskt (SBP), diastolisk (DBP), och medelvärde (MBP) blodtrycksvågformer från PPG, " skrev forskarna i sin tidning, som förpublicerades på arXiv. "Toppar och dalar av PPG-vågform används som indata till en femte ordningens autoregressiv glidande medelvärde för att konstruera uppskattningar av SBP, DBP, och MBP-vågformer."

Med andra ord, forskarna använde toppar och dalar av PPG-vågformen för att modellera SBP och DBP, med autoregressive moving-average (ARMA) modeller. ARMA -modeller är systemidentifieringsmetoder som tillhandahåller en matematisk modell för dynamiken i ett system, samt markera varje ren tidsfördröjning.

Tidigare forskning tyder på att andningsmanövrar kan nära simulera apnéepisoder. Forskarna utvärderade därför prestandan av deras metod på sju försökspersoner i ryggläge. Dessa patienter ombads göra fem andningsmanövrar, med 90 sekunders perioder av normal andning mellan var och en.

"Fynden av denna pilotstudie visar att uppskattning av systoliskt och diastoliskt BP från PPG-mätningar med ARMA-modeller kan vara en gångbar metod för kontinuerlig och icke-invasiv mätning av viktiga BP-fokuspunkter hos OSA-personer, med noggrannhetsnivåer jämförbara med tidigare rapporterade värden, " skrev forskarna.

Övergripande, studien bekräftade ytterligare potentialen i att använda PPG-signaler som samlats in av sömnlaboximetrar i samband med ARMA-modeller för att mäta storleken på BP-svängningar hos patienter som drabbats av sömnapné. I sista hand, sådana instrument skulle kunna hjälpa forskare att bättre förstå betydelsen av dessa svängningar och deras samband med kardiovaskulära tillstånd som vanligtvis förknippas med OSA.

Trots dessa lovande resultat, det är osannolikt att en enda modell effektivt uppskattar BP för alla medlemmar i befolkningen med hjälp av PPG -variationer. I framtiden, En sådan modell kan därför behöva skräddarsys för individuella patienter.

"Det sannolika behovet av personspecifika modeller härrör från det faktum att det finns en stor variation i de fysiologiska systemen som är involverade i kontrollen av blodtrycket, vilket inkluderar reaktionsförmåga hos det sympatiska nervsystemet, mekanisk, vätskemekanik, dynamiska egenskaper hos det kardiovaskulära systemet, och metabolisk hastighet, " skrev forskarna.

© 2018 Science X Network