Design and quantitative analysis of a pulse wave velocity blood-pressure measurement subsystem with multiple-subject controlled experiments

Abstract

The main purpose of this study is to perform the pulse wave velocity (PWV) measurements with a new noninvasive optoelectronic continuous-time wearable sensor design and analyze the quantitative relation between the reference blood pressure (BP) measurement. PWV was measured at baseline 32 normotensive volunteers, including 15 females and 17 males aged between 23 and 41 years old. The day before the measurements, the volunteers were not allowed to drink alcohol, stay up late or use any medicine that would affect BP. Repeated BP measurements were performed with an average follow-up system at certain times of the day. Equivalent constituents were established after questioning age, height, weight, physical activity levels in daily life, genetic predisposition for blood pressure and diabetic from all volunteers participating in the measurements. Systolic BP (SBP), diastolic BP (DBP), heart rate (HR), pulse pressure (PP), mean arterial pressure (MAP), a distance between brachial to radial artery (D), pulse transit time between brachial to radial artery (brPTT) and PWV measurements were taken. Following the experimental results, a linear correlation was found between SBP and PWV when the two groups separated by certain components were examined. Measurements taken with the new non-invasive low-power continuous-time sensor design show that the PWV may in the near future be used as a screening tool to identify continuous SBP values in clinical practice. The new non-invasive design suggests that SBP is the main correlation factor in the relationship with PWV compared to any other BP parameters.

Bu çalışmanın temel amacı, nabız dalga hızı (NDH) ölçümlerini yeni bir noninvaziv optoelektronik sensör tasarımı yaklaşımı ile yapmak ve referans kan basıncı (KB) ölçümü arasındaki niceliksel ilişkiyi analiz etmektir. NDH, 23 ve 41 yaşları arasındaki 15 kadın ve 17 erkek dahil olmak üzere 32 normotansif gönüllünün katılımı ile ölçülmüştür. Ölçümlerden önceki gün, gönüllülerin alkol almasına, geç saatte uyanmasına ve KB'yi etkileyecek herhangi bir ilaç kullanmasına izin verilmemiştir. Tekrarlanan KB ölçümleri günün belirli saatlerinde, ortalama bir takip sistemi ile yapılmıştır. Eşdeğer bileşenler olarak yaş, boy, kilo, günlük yaşamdaki fiziksel aktivite düzeyleri, tansiyon ve diyabet için genetik yatkınlık bilgileri katılan tüm gönüllülerden sorgulandıktan sonra oluşturulmuştur. Sistolik KB (SKB), diyastolik KB (DKB), kalp atım hızı (KAH), nabız basıncı (NB), ortalama arter basıncı (OAB), brakiyalden radyal arter (D) arasındaki mesafe, brakiyalden radyal arter arasındaki nabız geçiş süresi (brNGS) ve NDH ölçümleri alınmıştır. Deney sonuçlarının ardından, gruplar belirli bileşenlerine göre ayrıldığında SKB ve NBH arasında lineer bir korelasyon saptanmıştır. Yeni invaziv olmayan düşük güçlü sürekli-zaman sensör tasarımı ile yapılan ölçümler, NBH'ın yakın gelecekte klinik uygulamada sürekli SKB değerlerini tanımlamak için bir tarama aracı olarak kullanılabileceğini göstermektedir. Yeni invaziv olmayan tasarım, SKB'nin çeşitli KB parametreleri arasında NBH ile en güçlü korelasyona sahip olduğunu göstermektedir.