加州大学圣地亚哥分校（UC San Diego）研发的一款新型可穿戴超声贴片能够持续、无创监测血压，已在100多名患者身上进行了广泛测试和临床验证。

加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员开发了一种新型可穿戴式超声贴片，用于持续、无创监测血压。该装置是首个在100多名患者身上经过严格且全面的临床验证的可穿戴式超声血压传感器。

该技术最近发表于《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）杂志，有望在临床环境及家庭环境中提升心血管健康监测的质量。

“传统的袖带式血压测量方式只能提供单次血压值，可能会遗漏关键的血压变化模式。我们的可穿戴贴片能够持续提供血压波形数据，从而揭示出血压波动的详细趋势，”本研究共同第一作者赛舟（Sai Zhou）表示，他刚从加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院材料科学与工程学专业获得博士学位。

该贴片是一种柔软、有弹性的装置，大小与邮票相当，可贴合在皮肤上。将其佩戴在前臂上时，可对身体深处的血压进行精确、实时的监测。该贴片由硅弹性体制成，内部设有多个小型压电换能器，这些换能器被置于可拉伸的铜电极之间。换能器可传输和接收超声波，以追踪血管直径的变化，然后将这些变化转换为血压值。

可穿戴超声技术的进展

这款可穿戴式超声贴片是在加州大学圣地亚哥分校艾利森·李育风家族化学与纳米工程学院教授盛翊（音）实验室开创的早期原型基础上研发而成的。研究人员对贴片进行了重新设计，并作出了两项关键改进，以提高其持续监测血压的性能。首先，他们让压电换能器排列得更紧密，扩大了其覆盖范围，使其能够更好地定位较小的动脉，如临床上更重要的肱动脉和桡动脉。其次，他们增加了一层衬背，以减少换能器产生的多余振动，从而提高信号清晰度和动脉壁追踪的准确性。

在测试中，该设备得出的结果与血压袖带和另一种名为动脉导管的临床设备得出的结果相当，动脉导管是一种插入动脉以持续监测血压的传感器。虽然动脉导管是重症监护室和手术室测量血压的金标准，但它具有高度侵入性，会限制患者的活动能力，并可能引起疼痛或不适。正如在心脏导管室和重症监护室对接受动脉导管手术的患者进行的验证测试所示，该贴片提供了一种更简单、更可靠的替代方案。

全面的临床验证与性能

研究人员进行了大量测试，以验证贴片的安全性和准确性。共有117名受试者参与了评估各种活动和环境下血压的研究。在一组测试中，7名受试者在骑自行车、抬起手臂或腿、进行心算、冥想、用餐和饮用能量饮料等日常活动中佩戴了贴片。在另一项涉及85名受试者的更大规模队列中，研究人员在受试者从坐姿变为站姿等体位改变期间对其进行了贴片测试。在所有测试中，贴片测得的结果与血压袖带测得的结果十分接近。

研究小组在心脏导管插入手术室对21名患者、在重症监护室对4名术后患者评估了贴片持续监测血压的能力。贴片的测量结果与动脉导管测量的结果高度一致，表明其可作为无创替代品。

许（Xu）表示：“这项工作的一个重大进展是，我们与医学合作者共同努力，彻底验证了这项技术的有效性。白大衣综合征、隐匿性高血压、日常活动或用药情况等因素都会使血压发生变化，从而导致难以进行准确诊断或管理治疗。因此，我们必须在各种现实环境和临床环境中对该设备进行测试，这一点至关重要。许多关于可穿戴设备的研究在开发过程中都跳过了这些步骤，但我们确保了涵盖所有内容。”

未来方向和改进措施

研究团队正在准备大规模临床试验，并计划整合机器学习，以进一步提升该设备的功能。同时，团队还在努力验证一种无线、电池供电的版本，以实现该设备的长期使用以及与现有医院系统的无缝对接。

参考文献：《一种可穿戴式血压超声传感器的临床验证》，作者：周赛、Geonho Park、Katherine Longardner、林牧阳、齐白燕、杨欣怡、高小翔、黄浩、陈向军、卞一舟、胡宏杰、Ray S. Wu（吴瑞思）、岳文通、李默涵、陆成常峰、王若涛、秦思雨、Esra Tasali、Theodore Karrison、Isac Thomas、Benjamin Smarr、Erik B. Kistler、Belal Al Khiami、Irene Litvan 和徐升，发表于2024年11月20日，收录于《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）。数字对象唯一标识符（DOI）：10.1038/s41551-024-01279-3

本研究得到了惠康基金会创新者奖（WT215841/Z/19/Z）和美国国立卫生研究院（1 R01 EB3346401）的支持。