- Selama ini, gelombang tekanan darah kontinu bergantung pada metode invasif seperti kateter arteri, tetapi tim peneliti Caltech telah mengembangkan cara untuk terus membaca tekanan darah nyata dari berbagai bagian tubuh sambil mengurangi beban bagi pasien
- Teknologi berpaten resonance sonomanometry menghitung tekanan darah dengan menginduksi resonansi pada arteri menggunakan gelombang suara lalu mengukur frekuensi resonansinya melalui pencitraan ultrasonografi
- Dalam studi klinis kecil, prototipe ini menghasilkan hasil yang mirip dengan manset tekanan darah standar, dan mengukur bukan hanya nilai sistolik dan diastolik tetapi juga seluruh gelombang tekanan darah
- Manset yang ada harus menghentikan pembuluh darah sementara waktu, sehingga terbatas pada pengukuran berkala dan di lengan, serta sulit melihat tekanan darah sentral atau perubahan kontinu per bagian tubuh
- Prototipe Esperto Medical saat ini berbentuk casing transduser yang lebih kecil dari satu set kartu remi dan dipasang sebagai ban lengan, dengan target awal penggunaan melalui koneksi kabel ke monitor rumah sakit
Mengapa pengukuran tekanan darah kontinu noninvasif sulit dilakukan
- Tim riset multidisipliner dari Caltech telah menyiapkan metode untuk mengukur tekanan darah secara kontinu tanpa invasif di berbagai bagian tubuh
- Perangkat ini berpotensi digunakan untuk pemantauan sinyal biologis di rumah, rumah sakit, dan lokasi terpencil dengan gangguan yang sangat minim bagi pasien
- Teknik baru ini dimuat dalam makalah PNAS Nexus, dengan judul “Resonance sonomanometry for noninvasive, continuous monitoring of blood pressure”
Prinsip pengukuran resonance sonomanometry
- resonance sonomanometry menimbulkan resonansi lembut pada arteri dengan gelombang suara, lalu mengukur frekuensi resonansi arteri melalui pencitraan ultrasonografi
- Frekuensi resonansi berubah sesuai tekanan darah di dalam arteri, dan nilai ini digunakan untuk menghitung tekanan darah
- Pengukuran memerlukan tiga parameter
- jari-jari arteri
- ketebalan dinding arteri
- tegangan atau energi pada kulit arteri
- Tim peneliti melihat bahwa, seperti nada senar gitar berubah saat senarnya makin tegang dan dipetik, arteri juga menunjukkan frekuensi resonansi yang berubah sesuai tekanan darah ketika dirangsang dengan gelombang suara
Keterbatasan manset tekanan darah dan arterial line
- Manset tekanan darah biasa mengukur tekanan darah dengan melilit lengan atas, mengembangkannya hingga aliran darah terhenti, lalu perlahan melepas udara sambil mendeteksi suara saat darah mulai mengalir kembali
- Karena metode ini melibatkan oklusi pembuluh darah, pengukuran hanya bisa dilakukan secara berkala dan hanya menghasilkan data dari lengan
- Dokter menginginkan bukan hanya pengukuran perifer di lengan, tetapi juga pengukuran sentral di dada dan bagian tubuh lain, serta pengukuran kontinu yang mencakup seluruh gelombang tekanan darah
- Dokter ICU dan ahli bedah telah menggunakan arterial line, yaitu memasukkan kateter langsung ke arteri, untuk terus membaca tekanan darah nyata
- Metode ini invasif dan bisa berisiko
- Hingga kini, ini adalah satu-satunya cara untuk memperoleh pembacaan kontinu tekanan darah nyata
- Dalam beberapa kasus seperti masalah katup jantung, seluruh gelombang tekanan darah dapat memberikan informasi diagnostik yang sulit diperoleh dengan cara lain
Kinerja perangkat dan bentuk prototipe
- Dalam studi klinis kecil, perangkat baru ini menunjukkan hasil yang serupa dengan manset tekanan darah sebagai standar perawatan
- Perangkat memberikan sensasi getaran ringan pada kulit pasien dan dapat mengukur tekanan darah absolut serta seluruh gelombangnya
- Prototipe saat ini dibuat dan diuji oleh Esperto Medical, ditempatkan dalam casing transduser yang lebih kecil dari satu set kartu remi dan dipasang pada ban lengan
- Tim peneliti menilai perangkat ini nantinya bisa hadir dalam paket seukuran jam tangan atau berbentuk patch perekat
- Target awalnya adalah penggunaan di rumah sakit, dengan asumsi bentuk yang terhubung ke monitor rumah sakit yang ada melalui koneksi kabel
- Perangkat Esperto berukuran kecil, noninvasif, relatif murah, dan memiliki cara untuk otomatis menemukan pembuluh darah pasien sehingga tidak perlu diposisikan ulang secara fisik
- Mereka juga menilai perangkat ini dapat menghindari beberapa masalah yang muncul pada sebagian alat pemantauan tekanan darah
- masalah ketidakakuratan pada pasien dengan hipotensi
- masalah hasil yang berubah tergantung warna kulit pasien
Proses pengembangan dan potensi penerapan klinis
- Tim peneliti telah melanjutkan pengembangan selama sekitar 10 tahun untuk membuat perangkat yang benar-benar mampu menyelesaikan masalah klinis nyata
- Pada awalnya mereka mencoba menurunkan tekanan darah dari kecepatan aliran darah, tetapi terbentur keterbatasan karena hanya memberikan tekanan darah relatif, yaitu perbedaan antara pengukuran tinggi dan rendah, bukan nilai absolut, sehingga memerlukan kalibrasi
- Setelah itu, terinspirasi dari persoalan tegangan medan dalam fisika tahun pertama, mereka beralih ke metode menghitung tekanan darah dari frekuensi resonansi setelah merangsang arteri
- Dalam lingkungan kedokteran darurat, sulit meluangkan waktu untuk langkah kalibrasi terpisah, sehingga dibutuhkan perangkat yang langsung bekerja segera setelah ditempelkan pada pasien
- Di rumah sakit, ini dapat mengurangi situasi ketika risiko pemasangan arterial line harus ditanggung demi pemantauan kontinu tekanan darah nyata
- Dalam jangka panjang, perangkat ini juga disebut berpotensi menggantikan manset tekanan darah
- Manset hanya mengukur satu kali setiap kali dijalankan
- Dalam pemantauan di rumah, pasien harus tahu cara menggunakan perangkat, mau memakainya, dan termotivasi untuk mencatat hasilnya
- Tim peneliti menilai pendekatan place and forget, yaitu dipakai sepanjang hari dan diukur sebanyak yang diinginkan penyedia layanan kesehatan, dapat membantu menyesuaikan dosis obat dengan lebih presisi
2 komentar
Komentar Hacker News
Sebagai seseorang yang mengalami krisis hipertensi akhir tahun lalu, hal yang paling membuat frustrasi adalah praktik pengukuran tekanan darah yang keliru di rumah sakit dan ruang praktik
Ada banyak faktor yang membuat tekanan darah lebih tinggi daripada nilai acuan: berbicara, bergerak, belum beristirahat, baru bangun tidur, posisi tubuh yang tidak ditopang, hanya satu kali pengukuran, dan sebagainya
Organisasi kesehatan besar seperti AMA, AHA, dan CDC merekomendasikan cara pengukuran yang benar, tetapi di lapangan medis sering tidak dipatuhi karena dianggap memakan waktu. Satu nilai pengukuran saja tidak cukup dan bisa berujung pada salah diagnosis
Tekanan darah adalah nilai dinamis yang terus berubah menurut perilaku, postur, dan aktivitas, jadi untuk mengukurnya secara kontinu dengan lebih andal, pada akhirnya tampaknya dibutuhkan waktu pengukuran yang memadai
Cara pengukurannya dalam praktik benar-benar tidak masuk akal. Pasien yang kesal setelah menunggu 30 menit buru-buru berdiri saat dipanggil perawat, berjalan menyusuri koridor asing, sibuk mengakhiri panggilan telepon, tegang karena tidak tahu harus ke mana, lalu ditimbang dan langsung diukur tekanan darahnya
Karena itu, menurut saya cara yang paling tepat saat ini adalah mengukur di rumah dan menyimpan catatan tekanan darah
Nilai yang diukur teknisi masuk ke rekam medis elektronik, dan meski dokter mengukur ulang di akhir lalu berkata “bagus”, nilai itu diabaikan
Akhirnya saya memutuskan sesekali mengukur sendiri di rumah, dan setelah tahu bahwa sebenarnya baik-baik saja, tekanan darah saya dalam arti kiasan pun ikut turun
Pernah suatu kali, saat saya duduk diam di meja pemeriksaan, perawat mengukur tekanan darah saya lalu langsung panik; ia mengukur lagi di lengan yang sama, lalu buru-buru mengukur di anggota gerak lain, sebelum akhirnya menyerah
Setelah menerobos lalu lintas pusat kota, mencari tempat parkir, berjalan ke rumah sakit, lalu duduk sejauh mungkin dari anak-anak berisik yang mengingatkan saya bahwa seharusnya saya tidak hidup, tekanan darah saya pasti lebih tinggi dari biasanya. Tapi saya tidak mengerti mengapa justru orang yang mengukur yang lebih panik
Karena sudah terbiasa melihat perawat mengabaikan semua rekomendasi pengukuran tekanan darah, saya mulai mengukur sendiri di rumah sebelum konsultasi dan menunjukkannya. Seiring bertambahnya usia, akhirnya naik sampai level yang membutuhkan terapi dan sekarang saya minum obat, tetapi sampai sekarang saya belum pernah melihat perawat yang mematuhi satu pun rekomendasi pengukuran tekanan darah yang benar
Meski begitu, saya masih sering mengalami hipertensi jas putih, jadi sering kali harus meminta perawat menekan tombol sekali lagi. Pengukuran kedua biasanya turun sekitar 20/10 dan kembali ke kisaran normal
Akan bagus jika dibuat pin yang ikut mengumpulkan informasi aktivitas seperti lingkungan, gerakan, dan pola makan orang yang diukur tekanan darahnya, merekam audio seharian, mengambil foto saat perlu, lalu mentranskripsikannya dengan Whisper menjadi catatan harian yang bisa dicari
Sebenarnya ini juga bisa dilakukan dengan ponsel, tetapi daya tahan baterai menjadi masalah. Menarik juga kalau memakai ponsel Android cadangan sebagai build khusus pencatatan harian untuk menangkap audio/video, lalu saat terhubung ke jaringan lokal rumah otomatis mengunggah ke endpoint FastAPI di Docker Desktop, mengaturnya di NAS, dan memprosesnya lewat workflow ffmpeg
Pendekatan seperti ini pernah dicoba sebelumnya. Bill Softky menulis pengalamannya bekerja di startup pengukuran tekanan darah kontinu noninvasif berbasis transduksi akustik yang mirip, dan ada banyak masalah
Perangkat noninvasif harus mengukur tekanan darah seakurat kateter arteri, tetapi katanya masalahnya mirip mengukur tekanan di dalam botol tanpa membukanya, memakai getaran gelombang suara khusus dan analisis algoritmik tanpa sayatan
Perkiraan tekanan darah memang naik-turun seirama dengan tekanan darah nyata dari detak ke detak, tetapi juga ikut berubah ketika pasien menggerakkan jari, memutar lengan, atau menggunakan vasokonstriktor seperti nikotin
Ia mengatakan pelajaran pengukurannya adalah bahwa menghitung nilai yang berkorelasi dengan sinyal yang diinginkan relatif mudah, tetapi menghitung sinyal yang tidak berkorelasi dengan hal yang tidak diinginkan seperti gerakan lengan jauh lebih sulit
<https://www.linkedin.com/pulse/monster-monetization-bill-sof...>
Saya sangat penasaran bagaimana tim CalTech menyelesaikan masalah ketidakberkorelasiannya
Dari sudut pandang orang akademisi, materi seperti ini umumnya bernilai rendah; sering kali sebuah lab mencapai sesuatu yang sangat kecil lalu universitas mengemasnya agar tampak bagus
Pengujian dilakukan pada arteri karotis. Saya tidak tahu apakah mereka bermaksud menangani masalah pemakaian saat beraktivitas, dan tampaknya lebih mungkin digunakan di lingkungan klinis
Paling sederhana, mungkin hanya bisa diperiksa saat lengan berada di posisi netral; dalam praktiknya saya berharap mereka memakai cara yang lebih kompleks dan lebih baik daripada itu
Salah satu penggunaan utama teknologi ini adalah selama operasi, dan saat itu idealnya tidak ada yang bergerak
Menarik. Dulu saya pernah mengerjakan perangkat yang menerapkan waktu kedatangan gelombang nadi (Pulse Arrival Time, PAT), dan para insinyur biomedis di tim mengatakan “ini bukan tekanan darah, tetapi bisa dipakai untuk tujuan yang sama”
Saya penasaran apakah teknologi ini punya keunggulan dibanding PAT, dan seberapa benar klaim bahwa “PAT bisa dipakai untuk tujuan yang sama”
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6912522/
Ada perusahaan bernama Biobeat yang menjual produk pengukuran tekanan darah kontinu 24 jam dengan patch yang ditempel di dada
Setahu saya, produk itu digunakan secara klinis dan berfungsi
https://www.bio-beat.com/cuffless-blood-pressure-monitoring
Ini bukan penemuan “metode pertama”. Pendekatan ini sudah dipakai dalam penelitian sejak beberapa tahun lalu, mungkin bahkan 10 tahun lalu, dan objeknya adalah cuping telinga
Nanti saya akan mencari makalahnya dan menautkannya
https://scholar.google.com/scholar?q=earlobe+blood+pressure
https://www.todaysmedicaldevelopments.com/article/wearable-b...
Saya selalu menginginkan perangkat klip telinga yang terintegrasi dengan Garmin. Misalnya mengukur detak jantung dan tekanan darah lewat cuping telinga, sekaligus menangani pemutaran musik atau notifikasi jam tangan. Cuping telinga juga bisa mengukur suhu tubuh dengan cukup stabil
Sejauh yang saya tahu, jam tangan tekanan darah ini telah disetujui di beberapa negara Eropa. Harus dikalibrasi tiap bulan dengan metode biasa
Sepertinya mereka juga sedang mencoba mendapatkan persetujuan di AS sekitar tahun depan
https://aktiia.com/
https://aktiia.com/uk/regulatory-approval-no-need-for-calibr...
Sebagai catatan, jika memakai jasa forwarding alamat pengiriman Inggris dan mengunduh aplikasinya dari App Store UE, gelangnya bisa diperoleh di AS juga
Ini adalah teknologi yang akan menjadi kemajuan besar bagi umat manusia ke depan. Bagi saya pribadi, ini terlambat sekitar 5–8 tahun
Karena pengembangan produk butuh 2–5 tahun, dan sudah 3 tahun berlalu sejak stroke hemoragik yang kemungkinan besar disebabkan oleh tekanan darah yang parah
Saat itu saya berusia 40 tahun, tidak pernah mengukur tekanan darah, dan tentu saja tidak mengukurnya saat berolahraga. Setelah kejadian itu, saya terus mengukur tekanan darah, dan pada kali kedelapan, saat duduk di kursi sambil menggulung lengan baju, saya bertanya-tanya apakah Apple Watch tidak punya sensor tekanan darah
Karena pertanyaan itu saya mencari tahu, lalu mengetahui bahwa umat manusia ternyata belum menemukan cara mengukur tekanan darah saat bergerak. Upaya ini layak diapresiasi
Ini masalah yang sudah cukup lama. Mencari noninvasive blood pressure monitoring saja di PubMed menghasilkan 4.834 hasil. Definisi “pertama” dari Caltech terasa aneh
Selain itu, banyak metode selain manset sudah dicoba, tetapi pasien yang membutuhkan sesuatu yang lebih presisi daripada manset biasanya sudah cukup sakit hingga berada di ICU, sehingga bisa dipasangi kateter arteri. Ini sebenarnya lebih mirip solusi yang sedang mencari masalah
Bahkan jika mengecualikan penggunaan rumahan, jika bisa dibuktikan bahwa ini seakurat kateter arteri, manfaatnya besar bagi pasien ICU atau pasien yang menjalani operasi besar
Saya benar-benar tidak suka pemasangan kateter arteri dalam situasi yang membutuhkan tekanan darah kontinu
Dengan kateter arteri, sekadar bangun dan bergerak atau berguling di tempat tidur pun sulit, sementara pengukuran noninvasif cukup dengan melepas klip, atau sejak awal bisa dibuat sepenuhnya mobile
Masalahnya adalah metode noninvasif yang benar-benar berfungsi, dan sejauh ini itulah hambatannya
Aktiia sudah memasarkan produk yang mengklaim melakukan hal seperti ini: https://aktiia.com/uk/
Namun produk ini berbasis metode optik
Karena saya hipertensi, saya ingin tahu lebih banyak, tetapi intinya adalah sensor itu sangat tidak akurat bahkan dalam kondisi yang sangat baik
Kira-kira menghasilkan satu nilai pengukuran per jam
Kupikir ini gula darah...