高血压是全球范围内的主要健康问题，对心血管系统造成重大负担。连续且非侵入性地监测血压对于优化许多心血管疾病的诊断和治疗至关重要。尽管传统的袖带式血压计能够提供准确的测量结果，但它们不适合连续监测，并且可能因反复压迫动脉而干扰日常活动。目前，连续监测血压的临床金标准需要动脉插管，这种方法侵入性太强，不适合常规使用。因此，开发一种能够连续、非侵入性监测血压的可穿戴设备对于提高患者护理质量具有重要意义。加州大学圣地亚哥分校徐升教授等人描述了一种可穿戴超声波传感器的安全性和性能验证研究，该传感器用于监测血压。研究在家庭日常活动、门诊诊所、心脏导管室和重症监护室等多种环境中进行，以评估该传感器的临床应用潜力。![]()
值得注意的是，徐升教授今年来已主持或参与了多篇Nature子刊：
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- 一种新型的可穿戴超声波传感器，该传感器具有紧密连接的超声窗口和改进的传感器精度。
- 传感器采用线性换能器阵列，中央频率为7MHz，能够覆盖几乎所有人群的肱动脉和桡动脉。
- 通过增加一个500微米厚的背衬层来减少换能器的振铃效应，从而提高动脉壁跟踪的准确性。
- 该传感器还能够与人体皮肤曲率紧密贴合，具有良好的耐用性和可重复使用性。
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图|用于血压测量的可穿戴超声传感器
该传感器与临床参考方法（包括袖带式听诊法血压计和动脉插管）的测量结果相比，显示出良好的一致性。在不同的测试中，与袖带式血压计相比，收缩压（SBP）和舒张压（DBP）的偏差均在可接受的阈值内，符合IEEE Std 1708a-2019和ISO 81060-2:2018标准的最高要求。
在长达一年的跟踪研究中，该传感器显示出良好的校准稳定性。研究开始时进行校准后，每天、每周、每月的连续测量结果表明，单次校准可以维持至少一年的准确血压测量，这大大减少了频繁校准的需求，提高了用户便利性。
该传感器能够准确捕捉日常活动中的血压变化，包括站立、躺下、被动抬腿、手臂抬高、压力测试、骑行、深呼吸、冥想、进食、摄入咖啡因等。通过四象限图分析，研究者发现传感器与袖带式血压计在血压变化的方向和幅度上具有高度的一致性，这表明传感器在追踪血压变化方面的能力与临床标准相当。![]()
在门诊诊所中，该传感器按照IEEE Std 1708a-2019标准进行了验证，包括初始校准、静态测试、血压变化测试和校准后一定时间的测试。结果显示，该传感器在不同条件下均能提供准确的血压读数。![]()
图|在门诊诊所验证该设备
在心脏导管室中，该传感器根据ISO 81060-2:2018标准与动脉插管（A-line）进行了比较。研究结果表明，传感器测量的血压与A-line测量的结果具有高度的一致性，验证了传感器在心脏导管室中的准确性和可靠性。![]()
图|在导管实验室验证该装置
在重症监护室中，该传感器与A-line同时使用，连续记录了长达12小时的血压变化。通过小波相干分析，研究者发现传感器能够成功检测到血压趋势，并且与A-line测量结果具有高度的相干性，这进一步证实了传感器在连续监测中的稳定性和可靠性。![]()
综上所述，这项研究强调了这种最先进的可穿戴超声波技术在准确、连续且非侵入性血压监测中的潜力，并为未来可穿戴血压监测设备的评估建立了有效的框架，从而广泛惠及医疗保健系统。该传感器的设计和验证为高血压的早期检测、治疗响应评估以及个性化医疗提供了新的工具。Zhou,
S., Park, G., Longardner, K. et al. Clinical validation of a wearable
ultrasound sensor of blood pressure. Nat. Biomed. Eng (2024).https://doi.org/10.1038/s41551-024-01279-3Nanolab纳米材料交流QQ群：937788022
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