基于耳道次声波血流动力学成像的无创血压监测技术为心血管预防护理带来新突破

本研究针对传统血压监测技术存在的侵入性、校准频繁等局限性，开发了一种基于耳道次声波血流动力学成像(IH)的无创血压监测方法。研究人员通过18例接受心脏导管检查(CC)的患者数据，证实IH波形与主动脉血压测量值具有高度相关性(r=0.95)，并建立机器学习模型实现收缩压(SBP)和舒张压(DBP)预测，标准差分别为5.8 mmHg和3.7 mmHg。该技术为连续、无创血压监测提供了新思路，有望推动心血管疾病的早期干预和个性化治疗。

　　

心血管疾病是全球主要的健康威胁，而血压监测是预防和管理高血压等心血管疾病的关键。然而，传统的袖带式血压计存在使用不便、无法连续监测等问题，而现有的无创技术如光电容积描记法(PPG)和脉搏波传导时间(PTT)等方法需要频繁校准，且易受外周生理变化影响。这些局限性严重制约了血压监测的普及性和准确性，亟需开发更便捷、可靠的新型监测技术。

针对这一挑战，MindMics公司的研究人员创新性地提出了基于耳道次声波血流动力学成像(Infrasonic Hemodynography, IH)的无创血压监测技术。该技术利用普通降噪耳机内置的麦克风，捕捉心血管系统产生的低频振动(<20 Hz)信号，通过分析这些"声学指纹"来实现血压监测。相关研究成果发表在《npj Cardiovascular Health》期刊上。

研究人员采用多模态同步采集技术，在Scripps Health对18例接受心脏导管检查(CC)的冠状动脉疾病患者进行数据采集。关键技术包括：(1)同步记录IH信号、12导联心电图(ECG)和导管测量的主动脉压力波形；(2)开发算法检测主动脉瓣开放(AVO)和关闭(AVC)时间；(3)从归一化波形中提取形态学特征；(4)建立梯度提升模型(GBM)进行血压预测。所有数据以1000 Hz采样率采集，并通过5折交叉验证评估模型性能。

【Wiggers diagrams】

通过构建Wiggers图，研究证实IH波形与导管测量的主动脉压力波形具有高度相似性(平均r=0.95)。如图1和图2所示，IH波形能清晰识别主动脉压力波形的特征点，包括收缩期上升支、重搏波切迹等。这种形态学一致性表明IH技术能准确反映中心血流动力学变化。

【Timing of the aortic valve opening and closing】

通过精确时间分析发现，IH与CC测量的主动脉瓣开闭时间差仅为1.6±12.1 ms，左心室射血时间(LVET)测量的标准差为11.1 ms。这一结果强有力地证明IH信号主要来源于主动脉而非外周动脉，驳斥了IH信号来自颈动脉的假设。

【Blood pressure prediction】

基于波形形态特征的血压预测模型表现出色。在12例患者数据中，IH预测的SBP和DBP与参考值的标准差分别为5.8 mmHg和3.7 mmHg。如图4和图5所示，预测值与测量值具有良好的一致性。值得注意的是，该模型仅依赖波形形状特征而非幅度信息，减少了因耳塞贴合度等因素导致的校准需求。

【Discussion】

这项研究证实IH技术能准确捕捉中心血流动力学信号，为无创血压监测提供了新范式。其重要意义体现在三个方面：首先，利用普及的耳机设备实现医疗级监测，大幅提高可及性；其次，基于波形形态学的分析方法减少校准需求；第三，同步监测心音信号的能力为瓣膜功能评估提供了新手段。

尽管目前样本量有限，但IH技术展现出的潜力令人振奋。未来研究将聚焦于扩大样本多样性、优化设备设计（如无线化）以及探索更多临床应用场景。这项技术的推广有望改变心血管疾病的监测模式，从间歇性检测转向连续监测，从医院中心化转向家庭个性化，最终实现心血管健康的主动预防管理。

研究还揭示了几个关键发现：IH信号主要来源于主动脉而非外周血管；波形形态包含足够的血压信息；个体化模型优于通用模型。这些发现不仅验证了IH技术的科学性，也为后续研究指明了方向。随着人工智能与可穿戴技术的融合发展，IH技术有望成为未来心血管健康管理的重要工具。