Sistema de medida de tensión arterial en dedos con fotopletismografía: sistema PPG.

Abstract

La medida de la presión arterial es un signo clínico clave para el diagnóstico de diferentes enfermedades. Sin embargo, los métodos utilizados actualmente para su medida (invasivo o con esfigmomanómetro) no son adecuados para un uso continuo y portátil. Se propone un método de medida de presión arterial consistente en la oclusión de una arteria digital, midiendo de manera simultánea el flujo de sangre con un sensor PPG. La presión sanguínea se estima de manera análoga al método auscultatorio (la mínima presión que bloquea el torrente sanguíneo será la presión sistólica, mientras que la máxima presión a la que la sangre fluye libremente sería la presión diastólica). Se ha desarrollado un prototipo de dicho sistema de medida: este documento se centra en el diseño del sensor PPG, que estará optimizado para la medida en la falange proximal de un dedo de la mano. Los resultados iniciales de las pruebas muestran una clara disminución de la amplitud de la señal PPG cuando se aumenta la presión aplicada sobre el dedo; no obstante, no se ha estudiado la correlación entre estos resultados y la presión arterial del individuo medida con por el método convencional. El sistema desarrollado se presenta como una alternativa prometedora de medida ambulatoria de presión arterial, aunque se requiere un mayor desarrollo del prototipo para poder integrar el sistema en un sensor biométrico de tipo wearable.

Blood pressure (BP) measurement is a key piece of information for the diagnosis of different kinds of diseases and medical conditions. However, the currently used measurement methods (invasive or with sphygmomanometer) are not suitable for continuous and mobile use. A method is proposed to measure blood pressure, consisting of the occlusion of a digital artery and the measurement of the blood circulation by means of a PPG sensor. The blood pressure would be estimated in an analogous way to the one used by sphygmomanometers (the minimum pressure which blocks blood flow would be the systolic pressure, while the maximum pressure at which the blood flows freely would be the diastolic one). A prototype of the system has been developed: this paper focuses on the design of the PPG sensor, which will be optimized for measuring in the proximal phalanx of a finger. Initial results of prototype testing are presented: a clear lowering of the PPG signal amplitude has been noted as the pressure on the finger is increased, although the correlation between the results and the subject BP measured by the standard sphygmomanometer-based method has not been carried out. Thus, the system presents itself as a promising blood pressure measurement system, although some further development of the prototype is needed to integrate the system into a wearable biometric sensor.