Разработан ультразвуковой сенсор для измерения давления без манжеты

Южнокорейские учёные создали первую в мире накожную ультразвуковую систему для неинвазивного измерения артериального давления без традиционной манжеты. Технология отслеживает изменения диаметра сосудов в реальном времени и может стать основой для носимых медицинских устройств.

Массив ультразвуковых преобразователей 5×4, разработанный командой доктора Шина Хура в KIMM (увеличенное изображение). Автор: Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM)

Исследовательская группа под руководством доктора Шина Хура из Корейского института машин и материалов (KIMM) в сотрудничестве с коллегами из KIST разработала сенсор. Он использует композитные пьезоэлектрические материалы PMN-PT, интегрированные на гибкую подложку с помощью низкотемпературной пайки.

Сенсор представляет собой массив из 20 ультразвуковых преобразователей. Он излучает ультразвуковой луч, который проникает под кожу, отражается от стенок сосудов и позволяет измерять изменение их диаметра, соответствующее систолическому и диастолическому давлению.

Устройство толщиной менее 0,5 мм и весом менее 1 грамма надёжно крепится на кожу. Низкотемпературный процесс пайки (ниже 150 °C) предотвращает деполяризацию пьезоэлементов и обеспечивает высокое отношение сигнал/шум.

Преимущества перед существующими технологиями

В отличие от оптических технологий, которые чувствительны к цвету кожи, движению и свету и могут измерять только поверхностные сосуды, ультразвук позволяет напрямую измерять изменения диаметра глубоких сосудов. Также новая разработка лишена недостатков жёстких PZT-сенсоров, плохо подходящих для ношения.

Исследовательская группа отдела бионических машин KIMM (доктор Шин Хур слева). Автор: Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM)

Доктор Шин Хур (в центре), старший научный сотрудник KIMM, изучает неинвазивный датчик артериального давления. Автор: Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM)

Проверка и перспективы

Валидация на сосудистом фантоме с искусственной кожей показала погрешность измерения систолического давления в пределах ±4 мм рт. ст., а диастолического — ±2,3 мм рт. ст., что соответствует клиническому стандарту AAMI (±5 мм рт. ст.).

«Эта технология впервые демонстрирует непрерывный мониторинг артериального давления без манжеты с помощью накожного ультразвукового датчика, — заявил доктор Шин Хур. — В сочетании с анализом на основе ИИ она станет ключевой платформой для персонализированного прогнозирования сердечно-сосудистых заболеваний».

Исследование опубликовано в журнале Microsystems & Nanoengineering. ИИ: В 2026 году такие разработки приближают эру действительно удобного и непрерывного мониторинга здоровья, интегрированного в повседневную жизнь, что может кардинально изменить профилактику сердечно-сосудистых заболеваний.