Medizinelektronik
Der Bluthochdruck sitzt im Nacken
Imec-Sensor ermöglicht Blutdruckmessung via Ultraschall
Imec präsentiert ein Proof-of-Concept zur Bestimmung der Arterien-Steifigkeit, einem Risikomarker für Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Schlaganfall und Herzinsuffizienz sowie zur Überwachung des Blutdrucks. Der Ansatz des Forschungs- und Innovationszentrums verwendet einen Ultraschallsensor zur Messung der zentralen Pulswellengeschwindigkeit – also die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Pulswelle entlang der Arterien.
Bluthochdruck bleibt oft unerkannt
Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) gehören weltweit zu den häufigsten Todesursachen. Die frühzeitige Identifizierung von Risikopersonen ermöglicht eine rechtzeitige Intervention. Die Arteriensteifigkeit ist ein unabhängiger Prädiktor für CVD und ein Marker für die Entwicklung von Bluthochdruck.
Die empfohlene Praxis zur Beurteilung der arteriellen Steifigkeit ist die Messung der arteriellen Pulswellengeschwindigkeit (PWV). Das erfordert jedoch oft invasive oder weniger zugängliche bildgebende Verfahren. Mediziner und Medizinerinnen bevorzugen daher noch immer die Blutdruckmessung mit einer Manschette, um das CVD-Risiko zu beurteilen. Damit bleiben jedoch viele mögliche Patienten und Patientinnen ohne die richtige Diagnose.
Nach Angaben der Deutsche Herzstiftung wissen allein in Deutschland knapp vier Millionen Erwachsene nichts von ihrem gesundheitlichen Problem. Insgesamt seien etwa 20 Millionen Menschen von Bluthochdruck betroffen. Unbehandelt erhöht dieser das Risiko für einen Herzinfarkt, einen Schlaganfall oder eine Nierenschädigung erheblich.
Blutdruckmessung im Nacken
»Wir haben eine vielversprechende Methode zur Bestimmung der PWV mit einem Ultraschallsensor und einem neuartigen Datenanalyseansatz entwickelt«, sagt Fabian Beutel, Biomedical R&D Engineer und Doktorand an der KU Leuven. Der Ultraschallsensor erfasst den Herzschlag des Patienten beziehungsweise der Patientin im Nacken und die Algorithmen extrahieren anschließend die notwendigen Merkmale zur Berechnung der PWV. Diese kann dann verwendet werden, um kardiovaskuläre Funktionsindikatoren wie die arterielle Steifigkeit und den Blutdruck zu bestimmen.
Außerdem zeigten die Forschenden, dass eine zentrale PWV (näher am Herzen) zuverlässiger mit dem Blutdruck korreliert als eine periphere Messung. »Unser Ansatz verfügt über ein großes klinisches Potenzial für die kontinuierliche CVD-Überwachung und longitudinale (Anm. d. Red. = Richtung entlang der Körperlängsachse) Blutdruckmessungen«, sagt Xavier Rottenberg, Fellow Wave-Based Sensors and Actuators. Da sich die Ultraschall-Sensortechnologie auf die Größe eines tragbaren Gerätes zum Beispiel Smartphones oder Pflaster, miniaturisieren lässt, erfolgt die Messung, ohne dass Patienten und Patientinnen viel davon mitbekommen.
Blutdruckmessgerät zum Schlucken
Eine kleine Studiengruppe mit zehn Personen, die jedoch eine große Bandbreite an Blutdruckwerten von normal bis erhöht aufwiesen, demonstrierte den Proof-of-Concept der neuen Methode zur Messung der zentralen PWV und zur Schätzung des Blutdrucks. Der Test bestätigte, dass die zentrale Messung der PWV besser mit der arteriellen Steifigkeit und dem Blutdruck korreliert als die traditionelle periphere Methode, die ein EKG und eine optische Messung im Abstand zum Herzen verwendet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden liegen die neuen Blutdruckschätzungen innerhalb der Genauigkeitsgrenzen, die im IEEE-Blutdruck-Validierungsstandard festgelegt sind.
»DieTechnologie und der Algorithmus können auf jedes Gerät skaliert werden, das zur Anwendung passt: portable, am Körper tragbare und sogar schluckbare Geräte«, sagt Carlos Agell, Health Solutions Program Manager. Derzeit suche man nach Unternehmen, die die sich an der weiteren Forschung und Entwicklung beteiligen und neue medizinische Anwendungen erschließen.
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