Sensores vestíveis combinados com inteligência artificial podem gerar leituras de pressão arterial quase tão precisas quanto as linhas arteriais invasivas e arriscadas utilizadas em unidades de terapia intensiva e salas de cirurgia, demonstra um novo estudo de pesquisadores da Universidade Johns Hopkins.

Os testes iniciais bem-sucedidos em pacientes sugerem que o sistema pode se tornar uma alternativa aos cateteres arteriais e oferecer aos hospitais a capacidade de monitorar a pressão arterial além das unidades de terapia intensiva. Os sensores também podem proporcionar às pessoas com hipertensão uma maneira de monitorar continuamente sua saúde, como os monitores de glicose vestíveis para pessoas com diabetes.

"Pacientes na UTI precisam de monitoramento contínuo da pressão arterial para detectar problemas precocemente, mas isso significa um cateter arterial, o que acarreta risco de sangramento, coagulação e infecção", disse o autor principal, Carl Harris , estudante de doutorado em engenharia biomédica. "Queríamos encontrar uma maneira melhor."

Os resultados foram publicados recentemente na revista Computers in Biology and Medicine .

Pacientes em terapia intensiva frequentemente apresentam grandes oscilações na pressão arterial. Se estiver muito alta, pode levar a acidente vascular cerebral (AVC), ataques cardíacos e danos nos rins. Se estiver muito baixa, pode significar que não chega sangue suficiente ao cérebro e aos órgãos vitais.

O padrão atual para monitoramento contínuo da pressão arterial é a linha arterial — um cateter inserido diretamente em uma artéria, geralmente no braço ou na virilha, que fornece monitoramento contínuo e em tempo real da pressão. O procedimento funciona muito bem, mas apresenta alto risco de sangramento, formação de coágulos e infecção. Também limita a mobilidade.

Os aparelhos de pressão arterial comuns, que envolvem o braço, não são invasivos, mas fornecem apenas leituras intermitentes. A equipe criou um sistema chamado MOSAIC, baseado em dois sensores — um colocado no peito do paciente e o outro em um dedo. Juntos, os sensores registram a atividade elétrica do coração e o fluxo sanguíneo pelo corpo, transmitindo esses sinais para um modelo de aprendizado profundo que gera uma forma de onda, uma leitura contínua da pressão arterial ao longo do tempo.

"Reconstruímos os dados da forma de onda de uma maneira significativa, precisa, confiável e, o mais importante, não invasiva", disse o autor sênior Robert Stevens , chefe da Divisão de Informática, Integração e Inovação da Johns Hopkins Medicine . "É uma possível solução para evitar o padrão atual de atendimento para medir a pressão arterial, com linhas arteriais, um procedimento muito invasivo com risco de muitas complicações."

Em um estudo inicial com 28 pacientes na unidade de terapia intensiva do Hospital Johns Hopkins, o sistema gerou formas de onda que correspondiam de perto às registradas por cateteres arteriais tradicionais.

"Estamos muito perto de atingir esse padrão de excelência", disse Harris. "Isso demonstra que podemos fazer o que nos propusemos a fazer — e muito bem."

A equipe está agora validando os sensores e o algoritmo em um grupo maior de pacientes da UTI do Johns Hopkins.

A longo prazo, os pesquisadores esperam que o sistema possa reduzir a necessidade de monitoramento invasivo e se tornar uma forma de medir continuamente a pressão arterial em diversos ambientes — em enfermarias hospitalares comuns e em casa.

A equipe prevê que pessoas com hipertensão, uma das doenças mais comuns e mortais do mundo, possam usar os sensores diariamente para monitorar a pressão arterial. Eles esperam que os sensores possam representar uma mudança de paradigma para os milhões de pessoas que vivem com hipertensão, da mesma forma que os monitores de glicose fizeram para as pessoas com diabetes.

Os sensores também poderiam ser usados em pessoas saudáveis para obter informações sobre as flutuações e tendências diárias da pressão arterial durante as atividades cotidianas.

"Observamos pacientes doentes na unidade de terapia intensiva, mas não temos ideia do que acontece com a pressão arterial de uma pessoa saudável que está simplesmente vivendo sua vida, indo trabalhar e estando com sua família", disse Stevens. "O que acontece com a pressão arterial deles dia após dia? Ninguém sabe ao certo."

Os autores incluem: Bright Nnadi, estudante de pós-graduação da Johns Hopkins; Sampath Rapuri, ex-aluno de pós-graduação; John Rattray, ex-aluno de doutorado; Francesco Tenore , engenheiro sênior do Laboratório de Física Aplicada da Johns Hopkins; e Ralph Etienne-Cummings, engenheiro .

Este trabalho foi financiado pelo Instituto Johns Hopkins de Pesquisa Clínica e Translacional , por meio do prêmio 1UM1TR004926 do Centro Nacional para o Avanço das Ciências Translacionais dos Institutos Nacionais de Saúde (NIH), do Programa de Pesquisa Médica do NIH e da Bolsa de Pesquisa de Pós-Graduação DGE2139757 da Fundação Nacional de Ciência (NSF).