As medições da pressão arterial são algo comum. Um manguito envolve o braço, aperta durante alguns segundos e, no fim, apresenta dois números. Esses valores ajudam os médicos a avaliar a saúde do coração.
O problema é que representam apenas um instante. A pressão arterial varia ao longo do dia. Pode aumentar quando anda depressa, sobe escadas, se sente sob stress, bebe café, dorme mal ou toma medicação.
Assim, uma leitura feita na clínica pode parecer normal, enquanto noutros momentos a pressão arterial pode subir. É por isso que os cientistas procuram formas mais eficazes de a acompanhar durante a vida quotidiana.
Um novo sistema de smartwatch, desenvolvido por investigadores da University of Utah e da University of Illinois Chicago, pode contribuir para isso. Não aperta o braço.
Em vez disso, deteta alterações elétricas muito pequenas no pulso e recorre à física e à inteligência artificial para estimar a pressão arterial.
A hipertensão passa despercebida
A pressão arterial elevada pode ser perigosa porque, muitas vezes, a pessoa não a sente. Pode danificar o coração e os vasos sanguíneos durante anos antes de surgirem sintomas.
“Elevated blood pressure is considered the silent killer because it leads to heart attacks, aneurysms and strokes. It represents a global healthcare burden and it is considered a Holy Grail problem,” disse Benjamin Sanchez Terrones, da University of Illinois Chicago.
Os médicos já utilizam manguitos porque funcionam bem. No entanto, não foram concebidos para monitorização contínua. Oferecem uma fotografia rápida, não a história completa.
As ferramentas atuais não captam as variações
Um manguito de pressão arterial mede ao comprimir uma artéria - daí a sensação de aperto. É um método útil, mas difícil de manter ao longo do dia.
Mesmo os manguitos “vestíveis” podem ser desconfortáveis. Continuam a ter de insuflar e apertar. Isso torna-os pouco práticos para acompanhar a pressão arterial durante exercício, sono ou rotinas normais.
Alguns dispositivos mais recentes tentam estimar a pressão arterial sem manguito. Muitos baseiam-se em sensores de luz ou no tempo do pulso. Podem ajudar, mas tendem a depender de sinais indiretos.
Movimento, posição do pulso, hidratação e diferenças entre corpos podem influenciar os resultados.
Smartwatch para monitorizar a pressão arterial
O novo smartwatch utiliza um método chamado bioimpedância elétrica, ou BioZ.
O princípio é direto: o sangue conduz eletricidade. A cada batimento cardíaco, a quantidade de sangue na artéria do pulso muda. Isso altera a forma como a eletricidade atravessa o pulso.
O relógio envia uma corrente elétrica muito pequena através da pele - tão fraca que a pessoa não a sente. Sensores sob o smartwatch medem como o pulso reage a essa corrente.
A partir dessas pequenas variações, o sistema tenta inferir o que está a acontecer na artéria por baixo da pele.
Extrair a pressão arterial a partir de um sinal minúsculo
Isto está longe de ser simples. No pulso há pele, gordura, músculo, osso e vários vasos sanguíneos. O contributo do sinal de uma única artéria é extremamente reduzido.
O smartwatch precisa de isolar esse sinal minúsculo do “ruído” do restante tecido - como tentar ouvir um som muito baixo numa sala cheia.
Por isso, os investigadores não dependeram apenas da inteligência artificial. Antes, criaram um modelo baseado em como o sangue realmente circula.
A física como guia para a IA
Primeiro, a equipa desenvolveu um modelo de como o sangue se movimenta nas artérias e de como transporta eletricidade. Isso permitiu relacionar os sinais recolhidos no pulso com a pressão arterial no interior do corpo.
Depois, treinaram um sistema de IA com base nesse modelo. Ao contrário de uma IA padrão, este sistema tinha de respeitar a física conhecida do fluxo sanguíneo, em vez de apenas “adivinhar” padrões.
“This work shows how combining machine learning with physics can fundamentally change what’s possible,” afirmou a coautora Christel Hohenegger, professora associada na University of Utah.
“By building physical principles directly into the model, we can move beyond black-box prediction toward systems that are more accurate, more interpretable, and more broadly applicable in real-world healthcare.”
Ensaios iniciais mostram resultados promissores
A equipa começou por testar o sistema com um grande conjunto de registos de pressão arterial. Depois, passou aos testes em pessoas.
75 voluntários saudáveis usaram o smartwatch enquanto caminhavam, corriam, pedalavam, faziam respiração controlada e alteravam a postura.
Os investigadores compararam os resultados do relógio com instrumentos de pressão arterial considerados fiáveis e com medições por ecografia. O smartwatch apresentou resultados promissores.
Tecnologia testada em doentes reais
O grupo avaliou ainda 85 doentes. Alguns tinham pressão arterial elevada. Outros tinham doença cardíaca. Havia também participantes com diferentes condições de saúde. Foram incluídos, além disso, três doentes em cuidados intensivos.
“We went the extra mile and measured patients in the intensive care unit as well as the Madsen Health Center because we wanted to test the technology on the target population,” disse Sanchez Terrones.
O sistema funcionou melhor quando foi ajustado a cada pessoa. Isto é coerente, porque cada corpo é diferente. Uma versão futura poderá precisar de uma etapa inicial de configuração antes de conseguir acompanhar a pressão arterial com qualidade.
Ainda há trabalho pela frente
O smartwatch ainda não está pronto para substituir o manguito como dispositivo útil de medição da pressão arterial.
São necessários estudos maiores. A equipa tem de testar mais pessoas com diferentes idades, tipos de corpo e condições de saúde. Também precisa de perceber como o sistema se comporta ao longo de semanas, meses e anos.
Num pequeno acompanhamento, três pessoas regressaram ao fim de um ano. O sistema não funcionou tão bem até ser recalibrado. Alterações diárias na hidratação, na temperatura e nos próprios vasos sanguíneos podem modificar o sinal no pulso.
Assim, apesar de promissora, a ideia ainda exige testes cuidadosos.
Smartwatch para acompanhar a pressão arterial ao longo do dia
A grande promessa não é apenas o conforto. É a possibilidade de observar a pressão arterial ao longo do tempo com muito mais detalhe.
“Blood pressure isn’t two numbers; it’s a function of time. The mathematical challenge was recovering that whole waveform from indirect electrical measurements at the wrist, a classic inverse problem,” explicou o coautor Braxton Osting, professor de matemática na University of Utah.
“Embedding the physics of blood flow directly into the model makes the prediction more trustworthy.”
O smartwatch pode vir a substituir os manguitos de pressão arterial
“The cuff device is very useful, but at the same time, limited: it only gives you the least amount of useful information because of the way the technology works,” referiu Sanchez Terrones.
“Our blood pressure throughout the day is like a movie, but when you put on the cuff, all you get is one snapshot of the picture,” disse. “At the end, we are missing 99 percent of the movie that explains how blood pressure might change in a patient throughout the day while they are walking, running or climbing up stairs.”
Por enquanto, o manguito continua a ser o instrumento padrão. Mas, no futuro, um smartwatch poderá ajudar médicos e doentes a ver a história completa da pressão arterial, tal como ela acontece na vida real.
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