Чому тонометр «недолітає» верхнього рівня тиску - і як це виправити без нових приладів

Класичне вимірювання тиску за допомогою манжети та стетоскопа (аускультативний метод) систематично занижує систолічний тиск і завищує діастолічний. Команда інженерів з Кембриджа продемонструвала фізичну причину цієї похибки на експериментальній моделі та запропонувала прості методи калібрування – аж до зміни положення руки – які можуть підвищити точність без заміни приладів. За даними авторів та попередніх досліджень, через систематичне заниження верхнього тиску до 30% випадків систолічної гіпертензії можуть залишатися нерозпізнаними. Дослідження було опубліковано 12 серпня 2025 року в PNAS Nexus.

Передісторія

• Ми вимірюємо тиск за допомогою «манжети» вже понад 120 років, але стандартом залишається інвазивний метод. Існує стабільний розрив між неінвазивними методами вимірювання тиску з використанням манжети (аускультативний за тонами Короткова та автоматичний осцилометричний) та справжнім внутрішньосудинним тиском: у клінічних порівняннях манжета зазвичай недооцінює систолічний та переоцінює діастолічний тиск відносно внутрішньосудинних записів. Це було показано в нещодавніх оглядах/метааналізах та в роботах з одночасною артеріальною лінією.
• Фізика тонів Короткова складніша, ніж здається. Класика вчить, що коли манжета здувається, судина відкривається, а потім стискається — і ми чуємо тони. Але детальна «механіка» тонального вікна та фактори, що його зміщують, довгий час залишалися предметом гіпотез. В оглядах зазначалося багато змінних, що впливають на це — від форми артерії та швидкості здуття до «тиску під манжетою» (у передпліччі), який стандартні моделі рідко відтворюють.
• Чому це критично важливо для систолічної гіпертензії? Діагностика та лікування сьогодні значною мірою пов'язані з систолічними порогами; якщо верхній тиск систематично занижується, то деякі люди з ізольованою систолічною гіпертензією (особливо літні люди) залишаються недостатньо діагностованими або недостатньо лікуваними. Звідси й підвищений інтерес до джерел систематичної помилки в самому методі.
• Осцилометрія також «струшується» алгоритмами. Автоматичні тонометри не прослуховують тони, а аналізують коливання манжети, а потім перераховують їх у САД/ДАТ за допомогою власних (і закритих) алгоритмів. Це додає варіабельності між моделями та не усуває базову гідромеханіку під манжетою. Тому навіть ідеально виконана методика вимірювання не завжди «фіксує» систематичний зсув.
• Техніка вимірювання все ще вирішує половину проблеми. Неправильне положення/опора руки, манжета неправильного розміру, розмови під час вимірювання, нещодавнє вживання кави/нікотину – все це може змістити показники на багато мм рт. ст. Рекомендації AHA/ACC та європейські рекомендації наполягають: рука на рівні серця з опорою, манжета правильного розміру, 2-3 повторення з інтервалом, відпочинок 3-5 хвилин, ноги не схрещені. Навіть така дрібниця, як положення руки в дослідженні JAMA IM, суттєво змінила показники.
• Чого бракувало в поточній роботі? Хоча клініцисти давно визнали, що манжета «втрачає» частину систоли, не було механістичного пояснення цьому, враховуючи реальний сценарій «повне закриття судини + низький тиск дистально до манжети»: лабораторні моделі зазвичай використовували круглі трубки, які не повністю колабувалися. Кембриджське дослідження відтворює повне закриття та показує, як низький тиск «нижче за течією» затримує повторне відкриття артерії, зміщуючи вікно тонуса — звідси систематичне недооцінювання систолічного артеріального тиску/переоцінювання діастолічного артеріального тиску.
• Навіщо клініці це потрібно: калібрування без нових пристроїв. Розуміння ролі тиску «вниз по потоку» дає ідеї для внесення змін до протоколу (стандартизоване положення/маневр руки перед кровотечею) та потенціал для налаштування програмного забезпечення в автоматичних пристроях – тобто спосіб підвищення точності без повної зміни парку тонометрів.

Що саме вони зробили?

Вчені зібрали фізичну установку, яка відтворювала ключові умови вимірювання «манжети»: стиснення «артерії», припинення потоку під манжетою та подальше його повільне звільнення. На відміну від попередніх моделей із круглою гумовою трубкою, тут вони використовували плоскопадаючі канали, які, подібно до справжньої артерії під манжетою, повністю закриваються при накачуванні. Це дозволило перевірити ефект низького тиску «за течією» (у передпліччі) – режим, який виникає в реальній руці, коли плечова артерія стискається.

Головний висновок — це «затримка з повторним відкриттям»

Коли манжета стискає судину, тиск у судинах під манжетою різко падає і залишається на низькому «плато». Коли манжету відпускають, саме ця різниця тисків призводить до того, що артерія залишається закритою довше, ніж ми очікуємо – «вікно» появи тонів Короткова (за яким підраховується верхній/нижній) зміщується, і прилад/спостерігач реагує пізніше. В результаті систолічний тиск занижується, а діастолічний – завищується. Чим нижчий тиск «нижче за течією», тим більша похибка. Раніше цей механізм просто не відтворювався в лабораторних моделях, тому феномен «флоатингової систоли» залишався загадкою.

Чому це важливо?

• Гіпертензія є ризиком №1 для передчасної смерті. Якщо верхній артеріальний тиск постійно низький, пацієнтам може бути не поставлений діагноз/неможливо поставити лікування. Огляди та клінічні порівняння раніше документували розбіжності між систолою манжети та інвазивною (внутрішньосудинною) систолою; ця нова робота пояснює, чому.
• Рішення — без повного оновлення обладнання. Автори показують, що точність можна підвищити з урахуванням протоколу, наприклад, шляхом попереднього підняття руки (створюючи передбачуваний тиск «нижче за течією»), а потім врахування передбачуваної корекції; у майбутньому пристрої зможуть враховувати вік/ІМТ/властивості тканин як показник тиску «нижче за течією» для індивідуальної корекції.

Що це змінює тепер (для клінік та вдома)

• Для медичних працівників. Окрім стандартів правильного вимірювання (вибір манжети на основі окружності руки, «рука на рівні серця», опора для спини, ноги не схрещені, тиша протягом 3–5 хвилин перед вимірюванням, щонайменше два повторні записи), варто контролювати положення руки та розглянути єдину техніку «піднімання-опускання-вимірювання» перед здуванням як потенційне калібрування. Офіційні рекомендації поки що цього не вимагають, але робота задає напрямок для оновлення протоколів та клінічних випробувань.
• Для людей, які вимірюють вдома. Найдешевше підвищення точності – це правильна техніка: манжета потрібного розміру, рука на рівні серця, покладена на стіл, не розмовляти, спокійно посидіти 5 хвилин, зробити 2-3 вимірювання з інтервалом 1 хвилину та усереднити. Ці кроки самі по собі зменшують похибку набагато більше, ніж «модернізація» гаджета.

Як це вписується в гонку за новими технологіями роботи з тиском?

Поки шукаємо калібрування «класичного», паралельно розробляються альтернативні підходи – від оптики (SCOS) до ультразвуку («резонансна сономанометрія») для безперервного моніторингу без манжети. Але вони також зіткнуться з проблемами валідації та гідростатичних корекцій. Нова фізика класичного методу важлива вже тому, що манжета залишатиметься основним методом у клініках та вдома протягом тривалого часу – і її можна зробити точнішою.

Обмеження та наступний крок

Дослідження надає механістичне пояснення на фізичній моделі та пропонує протокольні рішення, але зараз необхідні клінічні випробування: якою мірою запропоновані методики (наприклад, стандартизоване положення руки перед вимірюванням) виправляють недооцінку у реальних пацієнтів – різного віку, типу статури та із супутніми захворюваннями. Кембриджська команда вже шукає партнерів для таких досліджень.

Джерело: Бассіл К., Агарвал А. Недооцінка систолічного тиску при вимірюванні артеріального тиску за допомогою манжети, PNAS Nexus 4(8): pgaf222, 12 серпня 2025 р. https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgaf222