Mengapa tonometer "melemahkan" tekanan atas - dan bagaimana untuk memperbaikinya tanpa peranti baharu

Pengukuran klasik tekanan dengan manset dan stetoskop (kaedah auskultasi) secara sistematik meremehkan tekanan sistolik dan melebihkan tekanan diastolik. Pasukan jurutera Cambridge menunjukkan punca fizikal ralat ini dalam model eksperimen dan mencadangkan kaedah penentukuran mudah - sehingga menukar kedudukan tangan - yang boleh meningkatkan ketepatan tanpa menggantikan peranti. Menurut pengarang dan kajian terdahulu, disebabkan oleh pengurangan sistematik tekanan atas, sehingga 30% daripada kes hipertensi sistolik mungkin kekal tidak diiktiraf. Kajian itu diterbitkan pada 12 Ogos 2025 dalam PNAS Nexus.

Latar belakang

• Kami mengukur tekanan dengan "cuff" selama >120 tahun — tetapi piawaian itu kekal sebagai pencerobohan. Terdapat jurang yang stabil antara kaedah cuff bukan invasif (auskultasi oleh bunyi Korotkoff dan osilometrik automatik) dan tekanan intravaskular sebenar: dalam perbandingan klinikal, cuff biasanya meremehkan sistolik dan melebihkan anggaran diastolik berbanding rakaman intravaskular. Ini telah ditunjukkan dalam ulasan/meta-analisis terkini dan dalam kerja-kerja dengan saluran arteri serentak.
• Fizik nada Korotkoff lebih kompleks daripada yang kelihatan. Klasik mengajar bahawa apabila manset mengempis, kapal terbuka dan kemudian runtuh - dan kita mendengar nada. Tetapi "mekanik" terperinci tetingkap nada dan faktor yang mengalihkannya telah lama kekal sebagai subjek hipotesis. Ulasan telah mencatatkan banyak pembolehubah yang mempengaruhi - daripada bentuk arteri dan kadar deflasi kepada "tekanan di bawah cuff" (di lengan bawah), yang model standard jarang membiak.
• Mengapa ini kritikal untuk hipertensi sistolik? Diagnosis dan rawatan hari ini sebahagian besarnya terikat kepada ambang sistolik; jika tekanan atas diremehkan secara sistematik, maka sesetengah orang dengan hipertensi sistolik terpencil (terutama orang tua) masih kurang didiagnosis atau tidak dirawat. Oleh itu minat yang meningkat dalam sumber ralat sistematik dalam kaedah itu sendiri.
• Oscillometry juga "digoncang" oleh algoritma. Tonometer automatik tidak mendengar nada, tetapi menganalisis ayunan cuff dan kemudian mengiranya semula ke dalam SBP/DBP menggunakan algoritma proprietari (dan tertutup). Ini menambah kebolehubahan antara model dan tidak menghilangkan hidromekanik asas di bawah cuff. Oleh itu, walaupun teknik pengukuran yang dilaksanakan secara ideal tidak selalu "membetulkan" anjakan sistematik.
• Teknik pengukuran masih menyelesaikan separuh masalah. Kedudukan/sokongan lengan yang salah, saiz manset yang salah, bercakap semasa pengukuran, kopi/nikotin baru-baru ini - semua ini boleh mengalihkan nombor dengan banyak mmHg. Cadangan AHA/ACC dan garis panduan Eropah menegaskan: lengan pada paras jantung dan disokong, manset saiz yang betul, 2-3 ulangan dengan selang waktu, rehat selama 3-5 minit, kaki tidak bersilang. Walaupun perkara kecil seperti kedudukan lengan dalam kajian JAMA IM telah mengubah bacaan dengan ketara.
• Apa yang hilang daripada kerja semasa? Walaupun doktor telah lama menyedari bahawa manset "kehilangan" bahagian systole, tiada penjelasan mekanistik memandangkan senario "penutupan kapal lengkap + tekanan rendah distal ke cuff" dunia sebenar: model makmal biasanya menggunakan tiub bulat yang tidak runtuh sepenuhnya. Kajian Cambridge menghasilkan semula penutupan lengkap dan menunjukkan betapa rendahnya tekanan "hiliran" melambatkan pembukaan semula arteri dengan mengalihkan tetingkap nada—oleh itu, penilaian yang terlalu rendah secara sistematik terhadap SBP/anggaran berlebihan DBP.
• Mengapakah klinik memerlukan ini: penentukuran tanpa peranti baharu. Memahami peranan tekanan "hiliran" memberikan idea untuk pindaan protokol (kedudukan/manuver tangan standard sebelum pendarahan) dan potensi pelarasan perisian dalam peranti automatik - iaitu cara untuk meningkatkan ketepatan tanpa perubahan total armada tonometer.

Apa sebenarnya yang mereka lakukan?

Para saintis memasang persediaan fizikal yang menghasilkan semula syarat utama ukuran "cuff": mampatan "arteri", pemberhentian aliran di bawah cuff dan pelepasan perlahan berikutnya. Tidak seperti model sebelumnya dengan tiub getah bulat, di sini mereka menggunakan saluran jatuh rata yang, seperti arteri sebenar di bawah manset, rapat sepenuhnya apabila dipam. Ini memungkinkan untuk menguji kesan tekanan rendah "hiliran" (di lengan bawah) - mod yang berlaku pada lengan sebenar apabila arteri brachial dimampatkan.

Penemuan utama ialah "kelewatan dalam pembukaan semula"

Apabila cuff memampatkan vesel, tekanan dalam vesel di bawah cuff turun secara mendadak dan kekal pada "plateau" yang rendah. Apabila cuff dilepaskan, perbezaan tekanan inilah yang menyebabkan arteri kekal tertutup lebih lama daripada yang kita jangkakan - "tetingkap" penampilan Korotkoff berbunyi (yang mana bahagian atas/bawah dikira) beralih, dan peranti/pemerhati bertindak balas kemudian. Hasilnya ialah tekanan sistolik dipandang remeh, dan tekanan diastolik terlalu dianggarkan. Semakin rendah tekanan "hiliran", semakin besar ralatnya. Sebelum ini, mekanisme ini tidak dihasilkan semula dalam model makmal, jadi fenomena "systole terapung" kekal sebagai misteri.

Mengapa ini penting?

• Hipertensi adalah risiko #1 untuk kematian pramatang. Jika tekanan atas secara konsisten rendah, pesakit mungkin tidak didiagnosis/dirawat. Ulasan dan perbandingan klinikal sebelum ini telah mendokumenkan percanggahan antara cuff dan sistol invasif (intravaskular); kerja baharu ini menerangkan sebabnya.
• Penyelesaian — tanpa peningkatan keseluruhan peralatan. Penulis menunjukkan bahawa ketepatan boleh ditingkatkan dari segi protokol — contohnya, dengan menaikkan lengan terlebih dahulu (mencipta tekanan "hiliran" yang boleh diramal) dan kemudian mengambil kira pembetulan yang boleh diramal; pada masa hadapan, peranti boleh mengambil kira sifat umur/BMI/tisu sebagai proksi untuk tekanan "hiliran" untuk pembetulan individu.

Perkara yang berubah sekarang (untuk klinik dan di rumah)

• Untuk pekerja penjagaan kesihatan. Sebagai tambahan kepada piawaian untuk pengukuran yang betul (pemilihan cuff berdasarkan lilitan lengan, "lengan pada paras jantung," disokong belakang, kaki tidak bersilang, senyap selama 3-5 minit sebelum pengukuran, sekurang-kurangnya dua rakaman ulangan), adalah wajar memantau kedudukan lengan dan mempertimbangkan teknik "angkat-lower-measure" yang seragam sebelum deflasi sebagai potensi penentukuran. Garis panduan rasmi belum lagi memerlukan ini, tetapi kerja menetapkan hala tuju untuk mengemas kini protokol dan ujian klinikal.
• Untuk orang yang mengukur di rumah. Peningkatan ketepatan "paling murah" adalah teknik yang betul: cuff dengan saiz yang betul, lengan di paras jantung dan berehat di atas meja, jangan bercakap, duduk diam selama 5 minit, ambil 2-3 ukuran dengan selang 1 minit dan purata. Langkah-langkah ini sendiri mengurangkan ralat lebih daripada "menaik taraf" alat.

Bagaimanakah ini sesuai dengan perlumbaan untuk teknologi tekanan baharu?

Semasa mencari penentukuran "klasik", pendekatan alternatif sedang dibangunkan secara selari - daripada optik (SCOS) kepada ultrasound ("resonance sono-manometry") untuk pemantauan berterusan dan tanpa cuff. Tetapi mereka juga akan menghadapi isu pengesahan dan pembetulan hidrostatik. Fizik baru kaedah klasik sudah penting kerana cuff akan kekal sebagai kaedah utama di klinik dan di rumah untuk masa yang lama - dan ia boleh dibuat dengan lebih tepat.

Had dan langkah seterusnya

Kajian itu memberikan penjelasan mekanistik dalam model fizikal dan mencadangkan penyelesaian protokol, tetapi kini ujian klinikal diperlukan: sejauh mana teknik yang dicadangkan (contohnya, kedudukan tangan yang diseragamkan sebelum pengukuran) membetulkan anggaran yang rendah pada pesakit sebenar - pada umur yang berbeza, jenis badan dan dengan komorbiditi. Pasukan Cambridge sudah pun mencari rakan kongsi untuk kajian tersebut.

Sumber: Bassil K., Agarwal A. Meremehkan tekanan sistolik dalam pengukuran tekanan darah berasaskan cuff, PNAS Nexus 4(8): pgaf222, 12 Ogos 2025. https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgaf222