- เดิมทีการวัดคลื่นความดันโลหิตแบบต่อเนื่องต้องพึ่งพาวิธีแบบรุกล้ำ เช่น สายสวนหลอดเลือดแดง แต่ทีมวิจัยของ Caltech ได้พัฒนาวิธีที่สามารถอ่านค่าความดันโลหิตจริงได้อย่างต่อเนื่องจากหลายตำแหน่งของร่างกาย พร้อมลดภาระต่อผู้ป่วย
- เทคโนโลยีที่จดสิทธิบัตรชื่อ resonance sonomanometry จะกระตุ้นให้หลอดเลือดแดงเกิดการสั่นพ้องด้วยคลื่นเสียง แล้ววัดความถี่การสั่นพ้องด้วยภาพอัลตราซาวด์เพื่อนำมาคำนวณความดันโลหิต
- ในการศึกษาทางคลินิกขนาดเล็ก ต้นแบบให้ผลใกล้เคียงกับเครื่องวัดความดันแบบผ้าพันแขนมาตรฐาน และวัดได้ไม่เพียงค่าซิสโตลิกและไดแอสโตลิก แต่รวมถึงคลื่นความดันโลหิตทั้งชุดด้วย
- ผ้าพันแขนแบบเดิมต้องอุดกั้นหลอดเลือดชั่วคราว จึงวัดได้เป็นช่วง ๆ และจำกัดอยู่ที่แขน ทำให้ดูความดันโลหิตส่วนกลางหรือการเปลี่ยนแปลงต่อเนื่องตามตำแหน่งต่าง ๆ ได้ยาก
- ต้นแบบปัจจุบันของ Esperto Medical มีลักษณะเป็นเคสทรานสดิวเซอร์ขนาดเล็กกว่าสำรับไพ่และอยู่ในรูปแบบสายรัดแขน โดยเป้าหมายระยะแรกคือใช้งานผ่านการเชื่อมต่อแบบมีสายกับมอนิเตอร์ของโรงพยาบาล
เหตุใดการวัดความดันโลหิตต่อเนื่องแบบไม่รุกล้ำจึงทำได้ยาก
- ทีมวิจัยสหสาขาของ Caltech ได้พัฒนาวิธีสำหรับการวัดความดันโลหิตต่อเนื่องแบบไม่รุกล้ำจากหลายตำแหน่งของร่างกาย
- อุปกรณ์นี้มีศักยภาพในการนำไปใช้ติดตามสัญญาณชีพที่บ้าน ในโรงพยาบาล และในพื้นที่ห่างไกล โดยรบกวนผู้ป่วยน้อยมาก
- เทคนิคใหม่นี้ตีพิมพ์ในบทความ PNAS Nexus ชื่อ “Resonance sonomanometry for noninvasive, continuous monitoring of blood pressure”
หลักการวัดของ resonance sonomanometry
- resonance sonomanometry ทำให้หลอดเลือดแดงเกิดการสั่นพ้องอย่างนุ่มนวลด้วยคลื่นเสียง จากนั้นใช้ภาพอัลตราซาวด์วัดความถี่การสั่นพ้องของหลอดเลือดแดง
- ความถี่การสั่นพ้องจะเปลี่ยนไปตามความดันของเลือดภายในหลอดเลือดแดง และนำค่านี้มาใช้คำนวณความดันโลหิต
- การวัดต้องใช้พารามิเตอร์ 3 อย่าง
- รัศมีของหลอดเลือดแดง
- ความหนาของผนังหลอดเลือดแดง
- แรงตึงหรือพลังงานของผิวหนังเหนือหลอดเลือดแดง
- ทีมวิจัยอธิบายว่า เช่นเดียวกับสายกีตาร์ที่เมื่อขึงตึงขึ้นแล้วดีดจะให้ระดับเสียงเปลี่ยนไป หลอดเลือดแดงก็จะมีความถี่การสั่นพ้องเปลี่ยนไปตามความดันโลหิตเมื่อได้รับการกระตุ้นด้วยคลื่นเสียง
ข้อจำกัดของผ้าพันแขนวัดความดันและ arterial line แบบเดิม
- เครื่องวัดความดันแบบผ้าพันแขนทั่วไปจะพันรอบต้นแขนแล้วสูบลมจนกระทั่งการไหลเวียนเลือดถูกปิดกั้น จากนั้นค่อย ๆ ปล่อยลมออกและวัดความดันจากเสียงที่เลือดเริ่มไหลอีกครั้ง
- วิธีนี้มีการอุดกั้นหลอดเลือดอยู่ในตัว จึงทำได้เพียงเป็นระยะ ๆ และเก็บข้อมูลได้จากแขนเท่านั้น
- แพทย์ต้องการการวัดแบบต่อเนื่องที่รวมถึงทั้งค่าจากแขนซึ่งเป็นส่วนปลาย ค่าความดันส่วนกลางจากทรวงอกและส่วนอื่น ๆ ของร่างกาย ตลอดจนคลื่นความดันโลหิตทั้งชุด
- แพทย์ใน ICU และศัลยแพทย์ใช้ arterial line ซึ่งเป็นการใส่สายสวนเข้าไปในหลอดเลือดแดงโดยตรง เพื่ออ่านค่าความดันโลหิตจริงอย่างต่อเนื่อง
- วิธีนี้เป็นการรุกล้ำและอาจมีความเสี่ยง
- จนถึงตอนนี้นี่เป็นวิธีเดียวที่ให้ค่าความดันโลหิตจริงแบบต่อเนื่องได้
- ในบางกรณี เช่น ปัญหาลิ้นหัวใจ คลื่นความดันโลหิตทั้งชุดสามารถให้ข้อมูลวินิจฉัยที่ยากจะได้จากวิธีอื่น
ประสิทธิภาพของอุปกรณ์และรูปแบบต้นแบบ
- ในการศึกษาทางคลินิกขนาดเล็ก อุปกรณ์ใหม่นี้ให้ผลใกล้เคียงกับวิธีมาตรฐานในการรักษาอย่างเครื่องวัดความดันแบบผ้าพันแขน
- อุปกรณ์นี้สร้างความรู้สึกสั่นเบา ๆบนผิวหนังของผู้ป่วย และสามารถวัดได้ทั้งค่าความดันโลหิตแบบสัมบูรณ์และคลื่นความดันทั้งหมด
- ต้นแบบปัจจุบันถูกสร้างและทดสอบโดย Esperto Medical โดยบรรจุในเคสทรานสดิวเซอร์ที่เล็กกว่าสำรับไพ่และติดตั้งอยู่บนสายรัดแขน
- ทีมวิจัยมองว่าในอนาคตอุปกรณ์อาจมาในรูปแบบแพ็กเกจขนาดนาฬิกาหรือแผ่นแปะกาว
- เป้าหมายแรกเริ่มคือการใช้งานในโรงพยาบาล โดยออกแบบให้เชื่อมต่อแบบมีสายเข้ากับมอนิเตอร์ของโรงพยาบาลที่มีอยู่แล้ว
- อุปกรณ์ของ Esperto มีขนาดเล็ก ไม่รุกล้ำ ราคาค่อนข้างต่ำ และมีวิธีค้นหาตำแหน่งหลอดเลือดของผู้ป่วยได้อัตโนมัติ จึงไม่จำเป็นต้องขยับตำแหน่งทางกายภาพใหม่
- ยังอาจหลีกเลี่ยงปัญหาที่พบในอุปกรณ์ติดตามความดันบางประเภทได้ด้วย
- ปัญหาความไม่แม่นยำในผู้ป่วยความดันต่ำ
- ปัญหาที่ผลลัพธ์เปลี่ยนไปตามโทนสีผิวของผู้ป่วย
กระบวนการพัฒนาและความเป็นไปได้ในการใช้งานทางคลินิก
- ทีมวิจัยใช้เวลาราว 10 ปีในการพัฒนาอุปกรณ์ให้ไปถึงระดับที่สามารถแก้ปัญหาทางคลินิกจริงได้
- ในช่วงแรกพวกเขาพยายามคำนวณความดันโลหิตจากความเร็วการไหลของเลือด แต่แนวทางนี้ให้ได้เพียงความดันโลหิตเชิงสัมพัทธ์ซึ่งเป็นความต่างระหว่างค่าต่ำกับค่าสูง ไม่ใช่ค่าสัมบูรณ์ และยังต้องมีการปรับเทียบ จึงติดข้อจำกัด
- ต่อมาทีมได้แรงบันดาลใจจากโจทย์แรงตึงในวิชาฟิสิกส์ปีหนึ่ง แล้วเปลี่ยนมาใช้แนวทางกระตุ้นหลอดเลือดแดงและหาความดันโลหิตจากความถี่การสั่นพ้อง
- ในสภาพแวดล้อมเวชศาสตร์ฉุกเฉิน การเสียเวลากับขั้นตอนการปรับเทียบแยกต่างหากทำได้ยาก จึงต้องการอุปกรณ์ที่ติดกับผู้ป่วยแล้วใช้งานได้ทันที
- ในโรงพยาบาล เทคโนโลยีนี้อาจช่วยลดสถานการณ์ที่ต้องยอมรับความเสี่ยงจากการใส่ arterial line เพื่อเฝ้าติดตามความดันโลหิตจริงอย่างต่อเนื่อง
- ในระยะยาว ยังมีการพูดถึงความเป็นไปได้ที่จะมาแทนเครื่องวัดความดันแบบผ้าพันแขน
- ผ้าพันแขนจะวัดได้เพียงครั้งเดียวต่อการใช้งานหนึ่งรอบ
- ในการติดตามที่บ้าน ผู้ป่วยต้องรู้วิธีใช้อุปกรณ์ ต้องสวมใส่ และต้องมีแรงจูงใจในการบันทึกค่า
- ทีมวิจัยมองว่าแนวทางแบบ place and forget ที่สวมไว้ได้ตลอดวันและวัดได้บ่อยเท่าที่ผู้ให้บริการทางการแพทย์ต้องการ อาจช่วยให้การปรับขนาดยาแม่นยำยิ่งขึ้น
2 ความคิดเห็น
ความเห็นจาก Hacker News
ในฐานะคนที่เคยเจอ ภาวะวิกฤตความดันโลหิตสูง ช่วงปลายปีที่แล้ว สิ่งที่น่าอึดอัดที่สุดคือธรรมเนียมการวัดความดันผิด ๆ ในโรงพยาบาลและห้องตรวจ
มีปัจจัยมากมายที่ทำให้ค่าความดันสูงกว่าค่ามาตรฐาน เช่น การพูด การขยับร่างกาย การไม่ได้พักก่อนวัด เพิ่งตื่นไม่นาน ท่านั่งที่ไม่มีพนักพิง หรือวัดแค่ครั้งเดียว
หน่วยงานสาธารณสุขหลักอย่าง AMA, AHA, CDC แนะนำวิธีวัดที่ถูกต้อง แต่ในทางปฏิบัติกลับไม่ค่อยทำตามเพราะใช้เวลามาก การวัดเพียงครั้งเดียวไม่เพียงพอและอาจนำไปสู่ การวินิจฉัยผิด ได้
ความดันโลหิตเป็นค่าที่เปลี่ยนแปลงตลอดตามพฤติกรรม ท่าทาง และกิจกรรม ดังนั้นถ้าจะวัดต่อเนื่องให้เชื่อถือได้มากขึ้น ก็คงต้องอาศัยเวลาวัดที่เพียงพอในที่สุด
วิธีที่ใช้วัดจริงนั้นไม่เหมาะสมจนน่าเหลือเชื่อ คนไข้รอมา 30 นาทีจนหงุดหงิด แล้วก็ต้องรีบลุกตามเสียงเรียกของพยาบาล เดินตามโถงทางเดินที่ไม่คุ้นเคย กำลังรีบคุยโทรศัพท์ให้จบ เครียดเพราะไม่รู้ต้องไปทางไหน ชั่งน้ำหนักเสร็จแล้วก็วัดความดันทันที
เพราะงั้นผมเลยคิดว่าวิธีที่เหมาะที่สุดตอนนี้คือ วัดที่บ้าน และจดบันทึกค่าความดันไว้
ค่าที่เจ้าหน้าที่วัดได้ถูกบันทึกเข้า เวชระเบียนอิเล็กทรอนิกส์ และถึงหมอจะวัดใหม่ตอนท้ายแล้วบอกว่า “ดีเลย” ค่านั้นก็ถูกมองข้าม
สุดท้ายผมเลยวัดเองที่บ้านเป็นครั้งคราว และเมื่อรู้ว่าจริง ๆ แล้วค่าปกติดี ความดันในเชิงอุปมาก็ลดลงด้วย
ครั้งหนึ่งพยาบาลวัดความดันตอนที่ผมนั่งนิ่ง ๆ อยู่บนเตียงตรวจ แล้วก็ตกใจทันที จากนั้นก็วัดซ้ำที่แขนข้างเดิม แล้วรีบวัดแขนขาอีกหลายตำแหน่ง สุดท้ายก็ยอมแพ้
หลังจากฝ่าการจราจรในเมือง หาที่จอดรถ แล้วเดินมาถึงโรงพยาบาล ถ้านั่งให้ไกลจากเด็กเสียงดังที่ทำให้นึกว่าตัวเองไม่น่าจะยังมีชีวิตอยู่ได้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ ความดันก็คงสูงกว่าปกติอยู่แล้ว แต่ผมไม่เข้าใจว่าทำไมคนวัดถึงตื่นตระหนกยิ่งกว่าอีก
เพราะพยาบาลคุ้นเคยกับการไม่ทำตามคำแนะนำเรื่องการวัดความดันทั้งหมด ผมเลยเริ่มวัดเองที่บ้านก่อนมาพบแพทย์แล้วเอาค่ามาให้ดู พออายุมากขึ้น ค่าก็สูงจนถึงระดับที่ต้องรักษา ตอนนี้เลยกินยาอยู่ แต่จนถึงวันนี้ก็ยังไม่เคยเจอพยาบาลสักคนที่ทำตามคำแนะนำการวัดความดันอย่างถูกต้องแม้แต่ข้อเดียว
ถึงอย่างนั้นก็ยังเจอ white coat hypertension บ่อย เลยต้องบอกพยาบาลให้กดปุ่มวัดอีกครั้งบ่อย ๆ ค่าวัดครั้งที่สองมักจะลดลงราว 20/10 แล้วกลับเข้าสู่ช่วงปกติ
น่าจะทำเป็นพินที่เก็บข้อมูลสภาพแวดล้อม การเคลื่อนไหว อาหารการกิน และกิจกรรมอื่น ๆ ของคนที่กำลังวัดความดัน บันทึกเสียงทั้งวัน ถ่ายภาพเมื่อจำเป็น แล้วใช้ Whisper ถอดเสียงให้กลายเป็นสมุดบันทึกรายวันที่ค้นหาได้
จริง ๆ ใช้โทรศัพท์ก็ได้ แต่ปัญหาคืออายุแบตเตอรี่ การเอา Android เครื่องเก่าที่เหลือมาทำเป็นบิลด์เฉพาะสำหรับบันทึกทั้งวันเพื่อจับเสียงและวิดีโอ แล้วพอเชื่อมกับเครือข่ายภายในบ้านก็อัปโหลดอัตโนมัติไปยัง FastAPI endpoint บน Docker Desktop จัดเก็บลง NAS และประมวลผลด้วยเวิร์กโฟลว์ ffmpeg ก็ดูน่าสนใจ
แนวทางแบบนี้เคยมีคนลองมาก่อน Bill Softky เคยเขียนถึงประสบการณ์ทำงานในสตาร์ตอัปที่ทำ การวัดความดันแบบต่อเนื่องไม่รุกล้ำโดยอาศัยการแปลงสัญญาณเสียง ซึ่งคล้ายกัน และบอกว่ามีปัญหาเยอะ
อุปกรณ์แบบไม่รุกล้ำต้องวัดความดันให้แม่นยำระดับเดียวกับ arterial line แต่ถ้าไม่ผ่าเปิดก็เหมือนพยายามใช้การสั่นของคลื่นเสียงพิเศษกับการวิเคราะห์ด้วยอัลกอริทึมเพื่อวัดความดันในขวดโดยไม่เปิดขวด
ค่าความดันที่ประเมินได้ขึ้นลงไปพร้อมกับความดันจริงในทุกจังหวะการเต้น แต่ก็เปลี่ยนไปพร้อมกันเวลาคนไข้ขยับนิ้ว หมุนแขน หรือใช้สารหดหลอดเลือดอย่างนิโคติน
เขาบอกว่าเรื่องนี้ให้บทเรียนด้านการวัดว่า การคำนวณค่าที่สัมพันธ์กับสัญญาณที่ต้องการนั้นค่อนข้างง่าย แต่การคำนวณ สัญญาณที่ไม่สัมพันธ์กัน กับสิ่งไม่พึงประสงค์อย่างการขยับแขนนั้นยากกว่ามาก
<https://www.linkedin.com/pulse/monster-monetization-bill-sof...>
อยากรู้มากว่าทีม CalTech แก้ปัญหาเรื่องความไม่สัมพันธ์นี้อย่างไร
ถ้ามองในฐานะคนจากแวดวงวิชาการ เอกสารแบบนี้มักมีคุณค่าน้อย และหลายครั้งก็เป็นแค่การเอาผลงานเล็ก ๆ ในแล็บมาจัดแพ็กเกจให้น่าดูโดยมหาวิทยาลัย
การทดสอบทำที่ หลอดเลือดแดงคาโรติด ไม่แน่ใจว่าเขาตั้งใจจะครอบคลุมปัญหาการสวมใส่ระหว่างทำกิจกรรมด้วยหรือเปล่า และดูมีแนวโน้มว่าจะใช้ในสภาพแวดล้อมทางคลินิกมากกว่า
อย่างง่ายที่สุดก็คงตรวจเฉพาะตอนที่แขนอยู่ในตำแหน่งเป็นกลาง แต่คาดว่าในความเป็นจริงน่าจะใช้วิธีที่ซับซ้อนและดีกว่านั้น
หนึ่งในกรณีใช้งานหลักของเทคโนโลยีนี้คือระหว่างการผ่าตัด และในสถานการณ์นั้นตามอุดมคติก็ไม่ควรมีอะไรขยับอยู่แล้ว
น่าสนใจ ผมเคยทำงานกับอุปกรณ์ที่ใช้ Pulse Arrival Time (PAT) มาก่อน และวิศวกรชีวการแพทย์ในทีมบอกว่า “มันไม่ใช่ความดันโลหิต แต่ใช้เพื่อจุดประสงค์เดียวกันได้”
เลยสงสัยว่าเทคโนโลยีนี้มีข้อได้เปรียบเหนือ PAT ไหม และคำพูดที่ว่า “PAT ใช้เพื่อจุดประสงค์เดียวกันได้” นั้นจริงแค่ไหน
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6912522/
มีบริษัทชื่อ Biobeat ขายผลิตภัณฑ์แผ่นแปะติดหน้าอกสำหรับวัดความดันต่อเนื่อง 24 ชั่วโมง
เท่าที่ได้ยินมาคือมีการใช้งานในคลินิกและมันใช้งานได้จริง
https://www.bio-beat.com/cuffless-blood-pressure-monitoring
ไม่ได้เป็นผู้คิดค้น “วิธีแรก” ขึ้นมา วิธีนี้ถูกใช้ในการวิจัยมาตั้งแต่หลายปีก่อน อาจจะตั้งแต่ 10 ปีก่อนแล้ว โดยใช้กับ ติ่งหู
ไว้จะไปหางานวิจัยมาแล้วแปะลิงก์ทีหลัง
https://scholar.google.com/scholar?q=earlobe+blood+pressure
https://www.todaysmedicaldevelopments.com/article/wearable-b...
ผมอยากได้อุปกรณ์คลิปหนีบหูที่เชื่อมกับ Garmin มาตลอด วัดทั้งชีพจรและความดันโลหิตจากติ่งหู แล้วก็ใช้ควบคุมเพลงหรือรับการแจ้งเตือนจากนาฬิกาได้ด้วย ติ่งหูยังวัดอุณหภูมิร่างกายได้ค่อนข้างเสถียรอีกด้วย
เท่าที่ทราบ นาฬิกาวัดความดัน เรือนนี้ได้รับการอนุมัติในบางประเทศของยุโรปแล้ว แต่ต้องคาลิเบรตด้วยวิธีปกติทุกเดือน
ดูเหมือนว่ากำลังพยายามขออนุมัติในสหรัฐฯ ราวปีหน้า
https://aktiia.com/
https://aktiia.com/uk/regulatory-approval-no-need-for-calibr...
อนึ่ง ถ้าใช้บริการส่งต่อพัสดุในสหราชอาณาจักรและดาวน์โหลดแอปจาก EU App Store ก็หาสายรัดข้อมือมาใช้ในอเมริกาได้
นี่เป็นเทคโนโลยีที่จะเป็นความก้าวหน้าครั้งใหญ่สำหรับมนุษยชาติ เพียงแต่สำหรับผมมันมาช้าไปสัก 5~8 ปี
เพราะกว่าจะพัฒนาผลิตภัณฑ์ได้ก็ใช้เวลา 2~5 ปี และตอนนี้ก็ผ่านมา 3 ปีแล้วหลังจากเกิด โรคหลอดเลือดสมองชนิดเลือดออก ซึ่งมีแนวโน้มสูงว่ามีสาเหตุจากความดันโลหิตรุนแรง
ตอนนั้นผมอายุ 40 ปี ไม่เคยวัดความดันเลย และแน่นอนว่าไม่เคยวัดตอนออกกำลังกาย หลังเกิดเหตุผมก็วัดความดันตลอด และครั้งที่แปดที่นั่งบนเก้าอี้ พับแขนเสื้อขึ้น ก็คิดขึ้นมาว่า Apple Watch น่าจะมีเซ็นเซอร์วัดความดันได้แล้วไม่ใช่หรือ
คำถามนั้นทำให้ผมไปค้นต่อ และได้รู้ว่ามนุษย์เรายังหาวิธีวัดความดันระหว่างการเคลื่อนไหวไม่ได้ ความพยายามครั้งนี้จึงน่ายินดีมาก
นี่เป็นปัญหาที่เก่ามากแล้ว แค่ค้นหา noninvasive blood pressure monitoring ใน PubMed ก็เจอถึง 4,834 รายการ คำว่า “ครั้งแรก” ของ Caltech ดูแปลก ๆ
เพิ่มเติมคือ นอกจาก cuff ก็มีการลองหลายวิธี แต่คนไข้ที่ต้องการอะไรแม่นยำกว่า cuff มักป่วยหนักจนอยู่ ICU อยู่แล้ว และสามารถใส่ arterial line ได้ เรื่องนี้จึงค่อนข้างเหมือนเป็นวิธีแก้ที่ออกตามหาปัญหา
ต่อให้ไม่นับการใช้งานที่บ้าน หากพิสูจน์ได้ว่านี่แม่นยำเท่ากับ arterial line ก็จะเป็นประโยชน์มากกับผู้ป่วย ICU หรือคนที่ต้องผ่าตัดใหญ่
ผมเกลียดการใส่ arterial line มากในสถานการณ์ที่ต้องติดตามความดันแบบต่อเนื่อง
พอมี arterial line แล้ว แค่จะลุก ขยับตัว หรือพลิกตัวบนเตียงก็ลำบาก แต่ถ้าเป็นการวัดแบบไม่รุกล้ำก็แค่ถอดคลิปออก หรือไม่ก็ทำให้เป็นอุปกรณ์พกพาเต็มรูปแบบไปเลยตั้งแต่ต้น
ปัญหาคือการทำให้วิธีไม่รุกล้ำมันใช้งานได้จริง ซึ่งตรงนี้แหละที่เป็นอุปสรรคมาตลอด
Aktiia มีผลิตภัณฑ์ในตลาดอยู่แล้วที่อ้างว่าทำสิ่งนี้ได้: https://aktiia.com/uk/
แต่ผลิตภัณฑ์นี้อิงกับวิธีแบบออปติคัล
เพราะผมเป็นความดันสูงเลยอยากรู้เพิ่ม สรุปสำคัญคือมันไม่แม่นมาก แม้จะอยู่ในเงื่อนไขที่ดีมากแล้วก็ตาม
โดยประมาณแล้วจะได้ค่ามา 1 ครั้งต่อชั่วโมง
นึกว่าน้ำตาลในเลือด...