Prečo tonometer „nedosahuje“ horný tlak – a ako ho opraviť bez nových zariadení

Klasické meranie tlaku manžetou a stetoskopom (auskultátorná metóda) systematicky podhodnocuje systolický tlak a nadhodnocuje diastolický tlak. Tím inžinierov z Cambridge demonštroval fyzickú príčinu tejto chyby na experimentálnom modeli a navrhol jednoduché kalibračné metódy – až po zmenu polohy ruky – ktoré môžu zlepšiť presnosť bez výmeny zariadení. Podľa autorov a predchádzajúcich štúdií môže v dôsledku systematického podhodnocovania horného tlaku zostať až 30 % prípadov systolickej hypertenzie nerozpoznaných. Štúdia bola publikovaná 12. augusta 2025 v PNAS Nexus.

Pozadie

• Tlak meriame „manžetou“ už viac ako 120 rokov – štandardom však zostáva invazívna metóda. Medzi neinvazívnymi metódami s manžetou (auskultačné meranie pomocou Korotkoffových zvukov a automatická oscilometria) a skutočným intravaskulárnym tlakom existuje stabilný rozdiel: v klinických porovnaniach manžeta zvyčajne podhodnocuje systolický a nadhodnocuje diastolický tlak v porovnaní s intravaskulárnymi záznamami. Toto sa ukázalo v nedávnych prehľadoch/metaanalýzach a v prácach so simultánnou arteriálnou líniou.
• Fyzika Korotkoffových tónov je zložitejšia, ako sa zdá. Klasici učia, že keď sa manžeta vyfúkne, cieva sa otvorí a potom sa zrúti – a my počujeme tóny. Detailná „mechanika“ tónového okna a faktory, ktoré ho menia, však dlho zostávali predmetom hypotéz. Recenzie zaznamenali mnoho ovplyvňujúcich premenných – od tvaru tepny a rýchlosti vypúšťania až po „tlak pod manžetou“ (v predlaktí), ktorý štandardné modely reprodukujú zriedkavo.
• Prečo je to kritické pre systolickú hypertenziu? Diagnostika a liečba sú dnes do značnej miery viazané na systolické prahy; ak je horná hranica krvného tlaku systematicky podhodnotená, niektorí ľudia s izolovanou systolickou hypertenziou (najmä starší ľudia) zostávajú nedostatočne diagnostikovaní alebo liečení. Preto je zvýšený záujem o zdroje systematických chýb v samotnej metóde.
• Oscilometria je tiež „otrasená“ algoritmami. Automatické tonometre nepočúvajú tóny, ale analyzujú oscilácie manžety a potom ich prepočítavajú na systolický/diastolický krvný tlak (SBP) pomocou proprietárnych (a uzavretých) algoritmov. To pridáva variabilitu medzi modelmi a neodstraňuje základnú hydromechaniku pod manžetou. Preto ani ideálne vykonaná technika merania nie vždy „opraví“ systematický posun.
• Technika merania stále rieši polovicu problému. Nesprávna poloha/podpera paže, nesprávna veľkosť manžety, rozprávanie počas merania, nedávna káva/nikotín – to všetko môže posunúť čísla o mnoho mmHg. Odporúčania AHA/ACC a európske smernice trvajú na tom: ruka na úrovni srdca a podopretá, manžeta správnej veľkosti, 2 – 3 opakovania s prestávkou, odpočinok 3 – 5 minút, nohy neprekrížené. Dokonca aj malá vec, ako je poloha paže v štúdii JAMA IM, významne zmenila namerané hodnoty.
• Čo v súčasnej práci chýbalo? Hoci klinickí lekári už dlho vedia, že manžeta „stráca“ časť systoly, neexistovalo žiadne mechanistické vysvetlenie vzhľadom na reálny scenár „úplné uzavretie cievy + nízky tlak distálne od manžety“: laboratórne modely typicky používali okrúhle trubice, ktoré sa úplne nezrútili. Štúdia v Cambridge reprodukuje úplné uzavretie a ukazuje, ako nízky tlak „po prúde“ oneskoruje opätovné otvorenie tepny posunom tónového okna – a preto dochádza k systematickému podhodnoteniu systolického krvného tlaku/nadhodnoteniu diastolického krvného tlaku.
• Prečo klinika potrebuje toto: kalibrácia bez nových zariadení. Pochopenie úlohy „postupného“ tlaku poskytuje nápady na úpravy protokolu (štandardizovaná poloha/manéver ruky pred krvácaním) a potenciál pre softvérové úpravy v automatických zariadeniach – teda spôsob, ako zvýšiť presnosť bez úplnej zmeny flotily tonometrov.

Čo presne urobili?

Vedci zostavili fyzikálne zariadenie, ktoré reprodukovalo kľúčové podmienky merania „manžety“: stlačenie „arterie“, zastavenie prietoku pod manžetou a jej následné pomalé uvoľnenie. Na rozdiel od predchádzajúcich modelov s okrúhlou gumovou hadičkou tu použili plocho klesajúce kanály, ktoré sa podobne ako skutočná tepna pod manžetou pri pumpovaní úplne uzavrú. To umožnilo otestovať účinok nízkeho tlaku „po prúde“ (v predlaktí) – režim, ktorý sa vyskytuje v skutočnej ruke pri stlačení brachiálnej tepny.

Hlavným zistením je „oneskorenie opätovného otvorenia“

Keď manžeta stlačí cievu, tlak v cievach pod manžetou prudko klesne a zostane na nízkej „plató“. Keď sa manžeta uvoľní, práve tento tlakový rozdiel spôsobí, že tepna zostane uzavretá dlhšie, ako očakávame – „okno“ výskytu Korotkovových zvukov (podľa ktorého sa počíta horný/dolný tlak) sa posunie a zariadenie/pozorovateľ reaguje neskôr. Výsledkom je, že systolický tlak je podhodnotený a diastolický tlak nadhodnotený. Čím nižší je „po prúde“ tlak, tým väčšia je chyba. Predtým sa tento mechanizmus v laboratórnych modeloch jednoducho nereprodukoval, takže jav „plávajúcej systoly“ zostal záhadou.

Prečo je to dôležité?

• Hypertenzia je najväčšie riziko predčasného úmrtia. Ak je horný tlak trvalo nízky, pacienti nemusia byť diagnostikovaní/liečení. Prehľady a klinické porovnania už predtým dokumentovali rozdiely medzi systolou manžety a invazívnou (intravaskulárnou) systolou; táto nová práca vysvetľuje prečo.
• Riešenia – bez úplnej modernizácie zariadenia. Autori ukazujú, že presnosť sa dá zvýšiť z hľadiska protokolu – napríklad zdvihnutím ramena vopred (vytvorením predvídateľného „postupného“ tlaku) a následným zohľadnením predvídateľnej korekcie; v budúcnosti môžu zariadenia zohľadňovať vek/BMI/vlastnosti tkaniva ako náhradu za „postupný“ tlak pri individuálnej korekcii.

Čo sa tým teraz mení (pre kliniky a domáce použitie)

• Pre zdravotníckych pracovníkov. Okrem štandardov pre správne meranie (výber manžety na základe obvodu paže, „paža vo výške srdca“, s oporou chrbta, nohy neprekrížené, ticho 3 – 5 minút pred meraním, aspoň dve opakované nahrávky) sa oplatí monitorovať polohu paže a zvážiť jednotnú techniku „zdvihnutia-spustenia-merania“ pred vyfúknutím ako možnú kalibráciu. Oficiálne smernice to zatiaľ nevyžadujú, ale práca určuje smer pre aktualizáciu protokolov a klinických skúšok.
• Pre ľudí, ktorí merajú doma. „Najlacnejším“ zvýšením presnosti je správna technika: manžeta správnej veľkosti, ruka vo výške srdca a opretá o stôl, nerozprávajte sa, seďte ticho 5 minút, vykonajte 2-3 merania s intervalom 1 minúty a spriemerujte. Tieto kroky samy o sebe znižujú chybu oveľa viac ako „vylepšovanie“ zariadenia.

Ako to zapadá do pretekov o nové tlakové technológie?

Pri hľadaní kalibrácií „klasickej“ metódy sa súbežne vyvíjajú alternatívne prístupy – od optiky (SCOS) až po ultrazvuk („rezonančná sonomanometria“) pre kontinuálne monitorovanie bez použitia manžety. Budú však čeliť aj problémom s validáciou a hydrostatickými korekciami. Nová fyzika klasickej metódy je dôležitá už teraz, pretože manžeta zostane dlho hlavnou metódou v klinikách aj doma – a dá sa urobiť presnejšou.

Obmedzenia a ďalší krok

Štúdia poskytuje mechanistické vysvetlenie vo fyzikálnom modeli a navrhuje protokolárne riešenia, ale teraz sú potrebné klinické skúšky: do akej miery navrhované techniky (napríklad štandardizovaná poloha ruky pred meraním) korigujú podhodnotenie u reálnych pacientov – v rôznom veku, s rôznymi typmi tela a s komorbiditami. Tím z Cambridge už hľadá partnerov pre takéto štúdie.

Zdroj: Bassil K., Agarwal A. Podhodnotenie systolického tlaku pri meraní krvného tlaku pomocou manžety, PNAS Nexus 4(8): pgaf222, 12. augusta 2025. https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgaf222