Techniques de mesure non invasive de la pression artérielle

Source: Hamna J. Qureshi et Craig J. Goergen, Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University, West Lafayette, Indiana

Ici, nous allons mettre en évidence les principales similitudes et les différences des techniques de mesure de la pression artérielle non invasive entre les humains et les rongeurs et examiner les principes d'ingénierie qui régissent la pression artérielle. Les principes qui régissent la technologie actuelle de manchette pour acquérir des pressions systoliques et diastoliques seront également discutés.

Les poignets disponibles dans le commerce qui se connectent aux appareils mobiles sont généralement compacts et portables, ce qui permet de prendre des mesures pratiquement n'importe où. Non invasif, menottes de tension artérielle portables sont particulièrement utiles pour les patients souffrant d'hypertension et d'autres problèmes cardiovasculaires qui nécessitent une surveillance attentive et la détection précoce de tout changement de la pression artérielle.

De même, des systèmes non invasifs de mesure de la pression artérielle sont également disponibles pour les rongeurs. Cette technologie est utilisée en laboratoire et est utile pour surveiller la santé animale tout au long d'une étude. Bien que la radiotélémétrie soit l'étalon-or de la mesure de la pression artérielle chez les rongeurs, cette technique est invasive et peut entraîner une mortalité animale si elle est mal faite. Les méthodes non invasives sont donc pratiques pour prendre des mesures chez les animaux car elles peuvent fournir des données précieuses sans avoir besoin d'implantation de l'appareil. Un système disponible dans le commerce sera utilisé pour démontrer comment la pression artérielle peut être mesurée chez l'homme en dehors d'un milieu clinique. Cette technique permet aux patients de surveiller leur propre tension artérielle périodiquement sans avoir à se rendre à une clinique chaque fois qu'ils veulent que ces mesures soient prises.

Les méthodes décrites ici tirent parti du flux sanguin à travers la queue du rongeur en utilisant des capteurs de pression et des menottes d'occlusion. Les menottes mobiles de tension artérielle pour les humains et les méthodes non invasives de manchette de queue pour des rongeurs tirent profit des principes hémodynamiques semblables pour acquérir des mesures de tension artérielle qui peuvent fournir des données utiles pour des utilisateurs, y compris des cliniciens, des chercheurs, et Patients.

Les mesures de la pression artérielle se composent de composants systoliques et diastoliques, qui sont tous deux des indicateurs importants de la santé cardiovasculaire. La pression artérielle systolique est définie comme la pression intraluminale maximale exercée contre les parois artérielles en raison de la contraction du cœur, tandis que la pression artérielle diastolique est définie comme la pression intraluminale minimale lorsque la valve aortique est fermée.

Les mesures de la tension artérielle prises avec des poignets disponibles dans le commerce utilisent des méthodes oscillométriques pour prendre des mesures. Dans les milieux cliniques, les méthodes auscultatoriques sont couramment utilisées pour prendre la pression artérielle. Les cliniciens gonflent typiquement des menottes de tension artérielle autour de l'artère brachiale dans le bras jusqu'à ce que le vaisseau soit complètement occluded. Une fois qu'ils dégonflent le brassard, les cliniciens écoutent le point où ils entendent pour la première fois le battement du cœur à travers le stéthoscope. Ce point indique la tension artérielle systolique, car la pression dans l'artère est assez grande pour ouvrir le vaisseau. Le brassard continue alors à se dégonfler jusqu'à ce qu'aucun son répétitif ne soit entendu. Ce point indique la pression artérielle diastolique, car le vaisseau reste ouvert. La technologie oscillométrique est similaire à la technologie auscultatorique, sauf qu'elle est automatisée. Au lieu d'écouter un son, un algorithme pour le brassard détecte les oscillations dans le flux sanguin une fois que le brassard de tension artérielle commence à se dégonfler. Ces oscillations commencent lorsque le sang commence à circuler à travers l'artère à nouveau, ce qui indique la pression artérielle systolique. Les oscillations se stabilisent lorsque le flux sanguin devient régulier, ce qui indique une pression artérielle diastolique.

Les méthodes non invasives pour prendre la pression artérielle chez les rongeurs utilisent également la technologie automatisée. Le système décrit ici comprend un brassard d'occlusion qui gonfle et se dégonfle autour de l'artère de la queue, analogue à la façon dont les poignets cliniques de pression artérielle gonflent et se dégonflent autour de l'artère brachiale. Un capteur d'enregistrement de pression de volume (VPR) est également placé autour de la queue. Ce capteur peut déterminer la pression artérielle à l'aide d'un transducteur de pression qui peut indiquer quand les pressions systoliques et diastoliques se produisent dans la queue de l'animal, un substitut proche pour la pression artérielle du système vrai.

1. Manchette sans fil de pression de sang pour des humains

1. Allumez le brassard et associez-le à un appareil mobile sur lequel les résultats seront publiés. L'appariement peut se faire via Bluetooth.
2. Attachez le brassard sur le bras supérieur de sorte que le moniteur de pression artérielle est placé contre le biceps interne. Le Ssrap doit être fixé sur le bras.
3. Ouvrez l'application pour le brassard sur l'appareil mobile. Assurez-vous que le brassard est jumelé à l'appareil mobile.
4. Positionnez-vous de façon à ce que vous soyez assis avec votre bras au repos de telle sorte que le brassard est au même niveau que votre cœur. Assurez-vous d'être dans un environnement calme afin de rester détendu pendant que les données sont recueillies.
5. Une fois que vous êtes positionné correctement, commencer la mesure de la pression artérielle. Plusieurs essais peuvent être exécutés de sorte qu'une moyenne de ces mesures soit reflétée dans les résultats.
6. Une fois que toutes les mesures ont été recueillies, les résultats seront publiés sur l'écran de l'appareil mobile. Prenez note des résultats. Détachez le brassard du bras et éteignez-le.

2. Mesures de la pression artérielle non invasive s'adressent aux rongeurs

1. Allumez la scène chauffée, le système de tension artérielle et l'ordinateur de bureau. Fixez un brassard VPR et un brassard d'occlusion au système de tension artérielle. Utilisez un logiciel pour vérifier que les poignets sont correctement calibrés et fonctionnent comme prévu. Configurez le logiciel avec les paramètres souhaités.
2. Préparer l'animal (souris ou rat) pour le placer dans un support de taille appropriée. Assurez-vous que l'environnement est calme avec des bruits inattendus minimes. Essayez de calmer l'animal avant de le placer dans son support pour empêcher l'animal de subir un stress inutile.
3. Insinuez délicatement l'animal dans le support. Assurez-vous que ses pattes ne restent pas coincées dans les pièces jointes du support et que la queue est à l'extérieur de la toilette.
4. Une fois l'animal fixé, placez le support sur la scène chauffée. Faites glisser le brassard d'occlusion sur la base de la queue, puis faites glisser le brassard VPR juste derrière le brassard d'occlusion. Laisser 1-2 mm d'espace entre les deux menottes. Si vous utilisez un brassard d'occlusion et un brassard VPR de taille pour les souris, vous pouvez les fixer à l'aide d'une bande de tubes en plastique.
5. Une fois les menottes allumées, collez-les à la scène pour empêcher la queue de l'animal de trop bouger. Laisser la queue se réchauffer jusqu'à environ 32-34 oC pour favoriser la vasodilatation et le flux sanguin subséquent dans la queue.
6. Une fois la configuration terminée et la queue suffisamment chaude, commencez l'acquisition de données. Pendant que la pression artérielle est mesurée, notez si l'animal se déplace considérablement dans la prise de contrôle. Essayez de garder le brassard dans la même position tout au long de la mesure. Si les menottes glissent le long de la queue, ou si l'animal se déplace à l'intérieur de la formatrice, appuyez sur le bouton Pause et réajustez les menottes/animaux une fois la course en cours terminée. Maintenir un environnement calme tout au long de ce processus.
7. Vérifiez que les données sur la tension artérielle sont acquises comme prévu. Répétez les mesures si nécessaire. Plusieurs essais sont recommandés (généralement 20-40 mesures).
8. Une fois les données recueillies, enregistrez les mesures pour une analyse plus approfondie. Retirez l'animal du support et placez-le dans sa cage. Éteignez l'étape chauffée et le système de tension artérielle et nettoyez toutes les surfaces qui étaient en contact avec l'animal.

Un graphique typique obtenu à partir de la prise de la pression artérielle des rongeurs à l'aide d'un système de pression artérielle non invasive est montré dans la figure 1. Il y a deux courbes sur le graphique : une pour le capteur VPR et une pour le brassard d'occlusion. Les points d'inflexion de la courbe du capteur VPR sont là où les pressions sanguines systoliques et diastoliques sont déterminées, comme le montre la figure 1. Un statut est indiqué au bas de la figure qui indique si cette mesure est jugée acceptable par le système. Afin d'obtenir des lectures acceptables, la pression artérielle est prise plusieurs fois par essai.

Figure 1. Pression artérielle systolique et diastolique obtenue par un système de mesure non invasif.

Figure 2. Capture d'écran de la pression artérielle systolique et diastolique.

Pour un brassard disponible dans le commerce pour les humains, les résultats de la mesure de la pression artérielle sont diffusés sur un écran comme le montre la figure 2. Les utilisateurs peuvent voir leurs mesures systoliques et diastoliques de la pression artérielle à l'aide de cette technologie. La pression artérielle peut être prise plusieurs fois de sorte que les résultats de sortie d'une moyenne des données qui ont été recueillies.

Les poignets commerciaux disponibles pour une utilisation à domicile et les méthodes non invasives pour les études de recherche sur les animaux tirent parti des technologies automatisées. En suivant les changements dans le flux sanguin avec des capteurs, les algorithmes détectent les pressions systoliques et diastoliques, puis communiquent ces résultats aux utilisateurs. Bien que technologiquement similaires, il existe certaines différences clés entre les deux techniques de mesure qui devraient être notées. Lors de la prise de tension artérielle chez les sujets humains, l'environnement est généralement détendu que le sujet est sans retenue et assez confortable. Inversement, les animaux doivent être retenus ou anesthésiés. La retenue peut rendre l'animal anxieux et donc biaiser les mesures de la pression artérielle pour être plus élevé, tandis que l'anesthésie peut conduire à l'hypothermie et la vasoconstriction, ce qui rend les mesures fiables encore plus difficile à acquérir. C'est pourquoi il est préférable d'obtenir des pressions sanguines de rongeurs chez les animaux conscients qui sont dans un environnement calme et faiblement éclairé où ils peuvent être gardés au chaud sans bruits surprenants. La vasodilatation par le chauffage est également utilisée lorsque les rongeurs ont leur pression artérielle mesurée pour favoriser le flux sanguin à travers leur queue. L'acclimatation des animaux au support et aux poignets avant l'acquisition de données peut aider à réduire l'inconfort et permettre la collecte de résultats plus précis. En outre, si un utilisateur recueille des mesures du même animal sur plusieurs jours, les résultats seront plus significatifs s'ils sont acquis à peu près à la même heure chaque jour.

Pouvoir prendre des mesures de tension artérielle avec un brassard compact et convivial est un outil extrêmement utile pour les patients car il permet aux patients de surveiller leur tension artérielle à leur propre convenance. Les menottes de tension artérielle disponibles dans le commerce, cependant, ne sont pas censées remplacer les mesures cliniquement obtenues ; plutôt ces menottes sont destinées à aider les patients à surveiller leur tension artérielle systémique entre les visites. Les poignets commerciaux sont également sujets au bruit et ne recueillent pas toujours des résultats précis. De même, les mesures non invasives de la pression artérielle des rongeurs sont également bruyantes, surtout lorsque l'animal se déplace. En tant que tel, il est important d'être judicieux lorsque l'on examine les données de ces systèmes.

Les méthodes portatives non invasives de mesure de tension artérielle sont utiles pour une série d'applications. Les menottes commerciales permettent aux patients hypertendus de surveiller leur santé entre les visites à la clinique. Cette méthode peut aider les patients à devenir plus conscients de leurs décisions alimentaires et d'exercice, car ils peuvent voir l'impact direct que leur mode de vie a sur leur tension artérielle. Les menottes commerciales peuvent également aider les femmes enceintes à suivre leur tension artérielle dans les derniers mois de leur grossesse. Les femmes enceintes sont à risque de développer une prééclampsie. Par conséquent, il est important pour ces femmes de savoir si elles sont à risque pour cette condition au cours de la seconde moitié de la gestation. L'utilisation d'un brassard portatif aide ces femmes à suivre leur tension artérielle dans les mois critiques avant la naissance du bébé.

Pour l'utilisation animale, les mesures non invasives de tension artérielle sont valables pour des buts de recherche, particulièrement ceux concernant la santé cardio-vasculaire. La prise de la pression artérielle des animaux après des procédures et des études, telles que celles induisant l'hypertension chez les rongeurs, peut montrer les effets de ces actions sur la santé d'un animal. Alors que d'autres techniques invasives peuvent fournir des données plus cohérentes, la nature non invasive des systèmes de manchettes en font une méthode attrayante pour ceux qui utilisent des modèles animaux de maladies cardiovasculaires.