Chronogramme des protocoles (NB :Respiration normale, BH :apnée). Crédit :Soltan zadi et al.
Une équipe de chercheurs de l'Université du Texas à Arlington et de l'Université du Texas Southwestern ont récemment développé une nouvelle méthode pour estimer la systolique (SBP), diastolique (PAD), et des formes d'onde de pression artérielle moyenne (MBP) à partir de signaux de photopléthysmographie (PPG). PPG est un simple, à bas prix, et une technique optique non invasive qui détecte les changements volumétriques dans le sang au sein de la circulation périphérique. Le PPG est largement utilisé dans les milieux cliniques, à la fois pour la mesure physiologique et la surveillance.
Des recherches récentes ont mis en évidence la présence d'oscillations significatives de la pression artérielle (TA) nocturne chez les patients atteints d'apnée obstructive du sommeil (AOS). La fréquence et l'intensité élevées de ces oscillations, qui se produisent généralement au cours de chaque épisode d'apnée, suggèrent que leur étude pourrait révéler les causes profondes des comorbidités cardiovasculaires et cérébrovasculaires de l'AOS.
Alors que les implications physiologiques de ces oscillations de la PA sont encore inconnues, le développement d'instruments capables de les détecter et d'estimer leur ampleur reste d'une importance capitale. Les instruments de polysomnographie existants ne permettent pas la mesure battement par battement de la PA; pourtant certains mesurent l'oxymétrie. Le signal PPG détecté à l'aide d'oxymètres de laboratoire du sommeil pourrait aider les chercheurs à mesurer l'amplitude des oscillations de la PA.
"Nous avons étudié une nouvelle méthode d'estimation continue de la systolique (SBP), diastolique (PAD), et les formes d'onde de pression artérielle moyenne (MBP) de PPG, " les chercheurs ont écrit dans leur article, qui a été prépublié sur arXiv. "Les pics et les creux de la forme d'onde PPG sont utilisés comme entrée dans un modèle de moyenne mobile autorégressive de cinquième ordre pour construire des estimations de SBP, DBP, et les formes d'onde MBP."
En d'autres termes, les chercheurs ont utilisé les pics et les creux de la forme d'onde PPG pour modéliser SBP et DBP, avec les modèles à moyenne mobile autorégressive (ARMA). Les modèles ARMA sont des méthodes d'identification de système qui fournissent un modèle mathématique pour la dynamique d'un système, ainsi que de mettre en évidence tout retard temporel pur.
Signal de PA et valeurs interpolées systolique et diastolique pendant l'apnée. Crédit :Soltan zadi et al.
Des recherches antérieures suggèrent que les manœuvres d'apnée peuvent simuler étroitement les épisodes d'apnée. Les chercheurs ont ainsi évalué les performances de leur méthode sur sept sujets en décubitus dorsal. Ces patients ont été invités à faire cinq manœuvres d'apnée, avec des périodes de 90 secondes de respiration normale entre chacune.
« Les résultats de cette étude pilote démontrent que l'estimation de la PA systolique et diastolique à partir des mesures PPG à l'aide de modèles ARMA peut être une méthode viable pour la mesure continue et non invasive des principaux points focaux de PA chez les sujets AOS, avec des niveaux de précision comparables aux valeurs précédemment rapportées, " ont écrit les chercheurs.
Globalement, l'étude a en outre confirmé le potentiel de l'utilisation du signal PPG recueilli par les oxymètres de laboratoire du sommeil en conjonction avec les modèles ARMA pour mesurer l'amplitude des oscillations de la PA chez les patients atteints d'apnée du sommeil. Finalement, de tels instruments pourraient aider les chercheurs à mieux comprendre l'importance de ces oscillations et leur lien avec les conditions cardiovasculaires généralement associées à l'AOS.
Malgré ces résultats prometteurs, il est peu probable qu'un seul modèle puisse estimer efficacement la PA de tous les membres de la population en utilisant les variations PPG. Dans le futur, un tel modèle pourrait donc devoir être adapté aux patients individuels.
« Le besoin probable de modèles spécifiques à la personne découle du fait qu'il existe une grande variation dans les systèmes physiologiques impliqués dans le contrôle de la pression artérielle qui inclut la réactivité du système nerveux sympathique, mécanique, mécanique des fluides, propriétés dynamiques du système cardiovasculaire, et le taux métabolique, " ont écrit les chercheurs.
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