V České republice trpí vysokým krevním tlakem neboli hypertenzí až polovina mužů středního věku, v celkové populaci nad 25 let se výskyt tohoto onemocnění odhaduje až na 35 %. Je proto rozumné si hlídat hodnoty krevního tlaku. A díky novému výzkumu Kalifornské univerzity v San Diegu by to mohlo být mnohem pohodlnější a levnější – jejich vynález totiž nevyžaduje nic víc než telefon a kousek plastu za cca 0,80 dolaru.
Zařízení nazvané BPClip poskytuje podle výzkumníků v podstatě srovnatelné hodnoty jako tradiční tlakoměr s manžetou, ale funguje jako jednoduchý nástavec na mobilní telefon. Spoléhá se na baterku a fotoaparát chytrého telefonu - spolu s jednoduchými fyzikálními zákony.
Rozhraní aplkace BPClip pro Android. | Zdroj: Scientific Reports (Sci Rep)
BPClip se skládá z plastového klipu s pružinovým mechanismem, který umožňuje uživateli zařízení stisknout, a dvou světelných kanálů: jeden směřuje světlo z baterky na prst a druhý odražené světlo do fotoaparátu pro zpracování obrazu. O zpracování dat se stará aplikace pro systém Android, která uživatele provede měřením.
V současné době neexistují žádná skutečně levná zařízení pro měření krevního tlaku. Všechny volně prodejné přístroje, které lze získat v lékárnách, jsou manžetové a stojí kolem 600 Kč. Pro osoby s nižšími příjmy to může představovat finanční překážku pro to, aby si pravidelně měřili krevní tlak.
Autor nového zařízení Yinan Xuan a jeho spolupracovníci doufají, že pokud se zařízení dostane do velkovýroby, mohli by BPClip nakonec rozdávat lékaři nebo neziskové organizace stejně, jako zubaři rozdávají zubní nitě a kartáčky. Za tímto účelem již založili startupovou společnost Billion Labs, která bude jejich vynález dále zdokonalovat.
Jak to funguje?
BPClip se při měření opírá o jednoduchý princip: krev pohlcuje světlo. Pokud v tmavé místnosti zakryjete baterku telefonu prstem, můžete v „rozsvíceném“ prstu pozorovat pulzování. To je způsobeno vaším pulsem, který posílá krev proudící žilami a tepnami v prstu - více krve (více pohltí světlo), když se vaše srdce stahuje, a méně krve (méně pohltí světlo), když se vaše srdce uvolňuje.
BPClip zaznamenává tyto světelné pulzy pomocí fotoaparátu telefonu. Jednoduchým zprůměrováním jasu každého zachyceného snímku může aplikace v reálném čase odečíst, kolik krve protéká vaším prstem. Tato informace však sama o sobě nestačí k výpočtu hodnoty krevního tlaku: BPClip také potřebuje vědět, jak se tento průtok krve mění, když je na prst vyvíjen tlak - v podstatě stejný proces, jaký používají k měření přístroje s manžetou.
Světlo vyzařované bleskem smartphonu prochází světlovodem a osvětluje prst. Odražené světlo putuje přes dírku, aby se dostalo do fotoaparátu a vytvořilo obraz červeného kruhu. Informace o pulsu je zakódována jasem kruhu. Informace o síle stisku je zakódována velikostí kruhu. S rostoucí vyvíjenou silou se zvětšuje průměr kruhu. | Zdroj: Scientific Reports (Sci Rep)
Zde přichází na řadu pružina na BPClipu. Postupným stlačováním pružiny od 0 do 100 % lze na cévy v prstu působit různými tlaky. Tyto tlaky ovlivňují průtok krve, který lze použít k výpočtu hodnot krevního tlaku.
Když uživatel stiskl pružinu až na doraz, tlak donutí cévy v prstu uzavřít se a krev nemůže proudit, takže kamera nezaznamená žádný světelný puls. Pokud uživatel pružinu postupně uvolňuje, dosáhne bodu, kdy krev může opět proudit, a obnoví se světelný puls, který kamera může zaznamenat. To odpovídá maximálnímu tlaku krve během srdečního tepu (systolický tlak).
Jak uživatel pokračuje ve snižování tlaku na pružinu, krev může prstem proudit stále volněji, čímž se mění množství odraženého světla. Nakonec tlak na prst již nebude dostatečný k tomu, aby bránil průtoku krve, a odražené světlo se změní na stálý puls. Nyní jsme u minimálního tlaku během srdečního tepu: diastolického tlaku.
Sledováním průtoku krve při různých úrovních stlačení a porovnáním těchto měření se silou působící na prst může systém BPClip vypočítat systolický a diastolický krevní tlak uživatele.
Zdroj: Scientific Reports (Sci Rep)
video
