Miniaturní senzor měří krevní tlak přímo v tepně

Vysoký krevní tlak (arteriální hypertenze) patří mezi nejčastější onemocnění srdce a cévního oběhu a postihuje přibližně 25 % dospělé populace. Proudí-li krev tepnami pod příliš velkým tlakem, přestože člověk klidně odpočívá na pohovce, může to být nebezpečné. Dlouhodobě zvýšený tlak krve nadměrně zatěžuje levou srdeční komoru, což vede nejprve ke zmnožení srdeční svaloviny (hypertrofie) a později k selhání srdce. Dalšími orgány, které vysoký tlak krve poškozuje, jsou např. ledviny a oči. Vhodné a správně dávkované léky samozřejmě mohou pomoci. Nastavit správně krevní tlak je nicméně u mnoha pacientů nesnadné a od lékaře i pacienta to obvykle vyžaduje značnou trpělivost. U některých pacientů je přitom třeba krevní tlak důsledně sledovat, někdy i po několik týdnů i měsíců. Pro pacienta představuje takovéto ambulantní monitorování krevního tlaku nepohodlnou proceduru, při které musí nosit na těle přenosnou aparaturu tonometru s nafukovací manžetou trvale omotanou okolo paže. Manžeta umožňuje zjišťovat aktuální hodnoty systolického a diastolického krevního tlaku, které se zaznamenávají do paměti přístroje neseného pacientem. K tomu se manžeta v pravidelných intervalech pomocí malého kompresoru automaticky nafukuje a poté vypouští, což některé pacienty ruší a obtěžuje, zejména v noci.
 
V budoucnu by takovéto vyšetřování mohlo být pro pacienty příjemnější díky novému monitorovacímu systému Hyper-IMS, který umožňuje měřit tlak krve implantovatelným senzorem tlaku přímo v krevním řečišti. Systém vyvinuli odborníci Fraunhoferova ústavu pro mikroelektronické obvody a systémy IMS (Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme) v Duisburgu společně s firmou Dr. Osypka GmbH, Rheinfelden, a dalšími partnery z průmyslu v rámci projektu nazvaného Intravasales Monitoring System für Hypertoniker Hyper-IMS a podporovaného německým spolkovým ministerstvem pro vzdělání a výzkum (BMBF).
 
Základem technického řešení je speciální křemíkový mikročip, na němž je technologií CMOS vytvořen integrovaný senzor tlaku a teploty s příslušnou elektronikou. Šířka mikročipu je pouhých 0,55 mm, délka 4,8 mm a tloušťka 0,4 mm (na obr. 1 je pro představu vyfotografován na prstu ruky). Pro implantaci je mikročip vestavěn do kovového pouzdra tvaru válce s vnějším průměrem 1 mm, zaoblenými konci a připojovacím miniaturním kabelem, jež je vlastně měřicí sondou určenou k jednorázovému použití. Pro vyšetření zavede lékař miniaturní měřicí sondu pacientovi šetrně přímo do tříselné tepny. Měřicí sonda měří tlak krve 30krát za sekundu. Mikrokabel spojuje sondu s rozhraním transpondéru, který zajišťuje zpracování a digitalizaci měřicích signálů a bezdrátový přenos dat a energie mezi sondou a okolím. Transpondér na mikrokabelu se implantuje pod kůži pacienta v blízkosti měřicí sondy. Data z transpondéru se bezdrátově přenášejí do záznamové jednotky, kterou může pacient nosit na opasku podobně jako mobilní telefon. Lékař může data z jednotky podle potřeby vyjmout a vyhodnocovat na monitorovací stanici. Díky použití speciální komponenty typu CMOS má měřicí sonda systému Hyper-IMS jen nepatrnou spotřebu energie, která jí je dodávána bezdrátově indukčním způsobem prostřednictvím transpondéru.
 
Monitorovací systém Hyper-IMS může pacienta sledovat po dobu až šesti měsíců, během níž může pacient vykonávat všechny běžné denní činnosti. V současné době probíhají první klinické zkoušky systému. Odborníci jsou přesvědčeni, že implantovatelné senzory tlaku se uplatní i v jiných oblastech lékařské péče, např. při sledování pacientů trpících srdeční nedostatečností (insuficiencí).
[Sensor in Arterie misst Blutdruck. Mediendienst FhG, Nr. 1–2009, Thema 4.]
Kab.
 
Obr. 1. Mikročip implantovatelného senzoru tlaku (foto: Fraunhofer IMS)