Dlaczego tonometr „niedoszacowuje” górnego ciśnienia – i jak to naprawić bez nowych urządzeń

Klasyczny pomiar ciśnienia za pomocą mankietu i stetoskopu (metoda osłuchowa) systematycznie zaniża ciśnienie skurczowe i zawyża ciśnienie rozkurczowe. Zespół inżynierów z Cambridge zademonstrował fizyczną przyczynę tego błędu w modelu eksperymentalnym i zaproponował proste metody kalibracji – aż do zmiany położenia dłoni – które mogą poprawić dokładność bez konieczności wymiany urządzeń. Według autorów i wcześniejszych badań, z powodu systematycznego zaniżania ciśnienia w górnym zakresie ciśnienia, nawet 30% przypadków nadciśnienia skurczowego może pozostać nierozpoznanych. Badanie zostało opublikowane 12 sierpnia 2025 roku w czasopiśmie PNAS Nexus.

Tło

• Mierzymy ciśnienie za pomocą „mankietu” od ponad 120 lat — ale standardem pozostaje inwazyjność. Istnieje stabilna różnica między nieinwazyjnymi metodami pomiaru ciśnienia za pomocą mankietu (osłuchowymi za pomocą tonów Korotkowa i automatycznym pomiarem oscylometrycznym) a rzeczywistym ciśnieniem wewnątrznaczyniowym: w porównaniach klinicznych mankiet zazwyczaj zaniża ciśnienie skurczowe i zawyża ciśnienie rozkurczowe w porównaniu z pomiarami wewnątrznaczyniowymi. Zostało to wykazane w ostatnich przeglądach/metaanalizach oraz w pracach z jednoczesnym pomiarem ciśnienia tętniczego.
• Fizyka tonów Korotkowa jest bardziej złożona, niż się wydaje. Klasycy nauczają, że wraz z opróżnianiem mankietu naczynie krwionośne otwiera się, a następnie zapada – i słyszymy tony. Jednak szczegółowa „mechanika” okna tonowego i czynniki, które je przesuwają, od dawna pozostają przedmiotem hipotez. Recenzje wskazują na wiele zmiennych wpływających – od kształtu tętnicy i tempa opróżniania, po „ciśnienie pod mankietem” (w przedramieniu), którego standardowe modele rzadko odtwarzają.
• Dlaczego jest to tak istotne w przypadku nadciśnienia skurczowego? Diagnoza i leczenie są obecnie w dużej mierze uzależnione od progów ciśnienia skurczowego; jeśli górna granica ciśnienia jest systematycznie niedoszacowana, to u niektórych osób z izolowanym nadciśnieniem skurczowym (zwłaszcza u osób starszych) nie przeprowadza się diagnozy lub leczenia. Stąd wzmożone zainteresowanie źródłami błędów systematycznych w samej metodzie.
• Oscylometria jest również „wstrząśnięta” przez algorytmy. Automatyczne tonometry nie nasłuchują tonów, lecz analizują oscylacje mankietu, a następnie przeliczają je na SBP/DBP za pomocą zastrzeżonych (i zamkniętych) algorytmów. Zwiększa to zmienność między modelami i nie eliminuje podstawowej hydromechaniki pod mankietem. Dlatego nawet idealnie wykonana technika pomiaru nie zawsze „koryguje” przesunięcie systematyczne.
• Technika pomiaru wciąż rozwiązuje połowę problemu. Nieprawidłowe ułożenie/podparcie ramienia, nieodpowiedni rozmiar mankietu, rozmowa podczas pomiaru, niedawne spożycie kawy/nikotyny – wszystko to może zmienić wyniki o wiele mmHg. Zalecenia AHA/ACC i wytyczne europejskie podkreślają: ramię na wysokości serca i podparcie, mankiet odpowiedniego rozmiaru, 2-3 powtórzenia z przerwą, odpoczynek przez 3-5 minut, nogi nieskrzyżowane. Nawet drobny szczegół, taki jak ułożenie ramienia w badaniu JAMA IM, znacząco zmienił odczyty.
• Czego brakowało w obecnej pracy? Chociaż klinicyści od dawna zdawali sobie sprawę, że mankiet „traci” część skurczu, nie było mechanistycznego wyjaśnienia, biorąc pod uwagę rzeczywisty scenariusz „całkowitego zamknięcia naczynia + niskiego ciśnienia dystalnie od mankietu”: modele laboratoryjne zazwyczaj wykorzystywały okrągłe rurki, które nie zapadały się całkowicie. Badanie Cambridge odtwarza całkowite zamknięcie i pokazuje, jak niskie ciśnienie „w dół” opóźnia ponowne otwarcie tętnicy poprzez przesunięcie okna tonowego – stąd systematyczne niedoszacowanie skurczowego ciśnienia tętniczego (SBP) i przeszacowanie rozkurczowego ciśnienia tętniczego (DBP).
• Dlaczego klinika tego potrzebuje: kalibracja bez konieczności wymiany urządzeń. Zrozumienie roli ciśnienia „w dół” daje pomysły na modyfikacje protokołu (standardowa pozycja/manewr dłoni przed pobraniem krwi) oraz na możliwości modyfikacji oprogramowania w urządzeniach automatycznych – czyli sposobu na zwiększenie dokładności bez konieczności całkowitej wymiany floty tonometrów.

Co dokładnie zrobili?

Naukowcy zbudowali fizyczny układ, który odtwarzał kluczowe warunki pomiaru „mankietu”: ucisk „tętnicy”, zatrzymanie przepływu poniżej mankietu i jego późniejsze powolne zwolnienie. W przeciwieństwie do poprzednich modeli z okrągłą gumową rurką, tutaj zastosowali płasko opadające kanały, które, niczym prawdziwa tętnica pod mankietem, całkowicie zamykają się podczas pompowania. Umożliwiło to przetestowanie wpływu niskiego ciśnienia „w dół” (w przedramieniu) – trybu występującego w prawdziwym ramieniu, gdy tętnica ramienna jest uciskana.

Głównym ustaleniem jest „opóźnienie w ponownym otwarciu”

Gdy mankiet uciska naczynie, ciśnienie w naczyniach poniżej mankietu gwałtownie spada i utrzymuje się na niskim „plateau”. Po zwolnieniu mankietu, to właśnie ta różnica ciśnień powoduje, że tętnica pozostaje zamknięta dłużej, niż się spodziewamy – „okno” pojawienia się tonów Korotkowa (według którego liczony jest górny/dolny ton) przesuwa się, a urządzenie/obserwator reaguje później. W rezultacie ciśnienie skurczowe jest niedoszacowane, a ciśnienie rozkurczowe – przeszacowane. Im niższe ciśnienie „w dół”, tym większy błąd. Wcześniej mechanizm ten po prostu nie był odtwarzany w modelach laboratoryjnych, więc zjawisko „pływającego skurczu” pozostawało zagadką.

Dlaczego to jest ważne?

• Nadciśnienie tętnicze jest głównym czynnikiem ryzyka przedwczesnej śmierci. Jeśli górna granica ciśnienia jest stale niska, pacjenci mogą nie zostać zdiagnozowani/leczeni. Wcześniejsze badania i porównania kliniczne udokumentowały rozbieżności między skurczem mankietowym a inwazyjnym (wewnątrznaczyniowym); nowe badanie wyjaśnia, dlaczego.
• Rozwiązania — bez całkowitej modernizacji sprzętu. Autorzy pokazują, że dokładność można zwiększyć w oparciu o protokół — na przykład poprzez wcześniejsze podniesienie ramienia (tworząc przewidywalne ciśnienie „w dół”), a następnie uwzględnienie przewidywalnej korekty; w przyszłości urządzenia będą mogły uwzględniać wiek/BMI/właściwości tkanek jako wskaźnik ciśnienia „w dół” w celu indywidualnej korekty.

Co to teraz zmienia (w klinikach i w domu)

• Dla pracowników służby zdrowia. Oprócz standardów prawidłowego pomiaru (dobór mankietu na podstawie obwodu ramienia, „ramię na wysokości serca”, oparcie pleców, nogi nieskrzyżowane, cisza przez 3–5 minut przed pomiarem, co najmniej dwa powtórzenia pomiaru), warto monitorować pozycję ramienia i rozważyć jednolitą technikę „unieś-opuść-pomiar” przed spuszczeniem powietrza jako potencjalną kalibrację. Oficjalne wytyczne jeszcze tego nie wymagają, ale praca ta wyznacza kierunek aktualizacji protokołów i badań klinicznych.
• Dla osób dokonujących pomiarów w domu. „Najtańszy” wzrost dokładności to prawidłowa technika: mankiet o odpowiednim rozmiarze, ramię na wysokości serca i oparte o stół, milczenie, siedzenie w ciszy przez 5 minut, wykonanie 2-3 pomiarów w odstępie 1 minuty i uśrednienie. Same te kroki znacznie zmniejszają błąd pomiaru niż „modernizacja” urządzenia.

Jak to wpisuje się w wyścig nowych technologii ciśnieniowych?

W poszukiwaniu kalibracji dla „klasyki”, równolegle rozwijane są alternatywne podejścia – od optyki (SCOS) po ultradźwięki („rezonansowa sonomanometria”) do ciągłego monitorowania bez użycia mankietu. Pojawią się jednak również problemy z walidacją i korektami hydrostatycznymi. Nowa fizyka metody klasycznej jest istotna już teraz, ponieważ mankiet pozostanie główną metodą w klinikach i w domu przez długi czas – i można go jeszcze bardziej udoskonalić.

Ograniczenia i kolejny krok

Badanie dostarcza mechanistycznego wyjaśnienia w modelu fizycznym i sugeruje rozwiązania protokołowe, ale teraz potrzebne są badania kliniczne: w jakim stopniu proponowane techniki (na przykład standaryzacja pozycji dłoni przed pomiarem) korygują niedoszacowanie u rzeczywistych pacjentów – w różnym wieku, o różnym typie budowy ciała i z chorobami współistniejącymi. Zespół z Cambridge już poszukuje partnerów do takich badań.

Źródło: Bassil K., Agarwal A. Niedoszacowanie ciśnienia skurczowego w pomiarze ciśnienia krwi za pomocą mankietu, PNAS Nexus 4(8): pgaf222, 12 sierpnia 2025 r. https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgaf222