¿Cómo funciona la medición de presión arterial NIBP?

¿Cómo funciona el NIBP? En los monitores automáticos, la presión arterial no invasiva se obtiene a partir de las pequeñas oscilaciones de presión que producen los latidos del corazón en el manguito. Detrás de los números de presión sistólica, diastólica, presión media y pulso hay un sistema que combina neumática, sensor de presión, electrónica y procesamiento de señales.

¿Cómo funciona el NIBP con el método oscilométrico?

NIBP es la sigla de Non-Invasive Blood Pressure, o presión arterial no invasiva. En el método oscilométrico, un manguito se infla por encima de la presión sistólica y comprime temporalmente la arteria. Luego el equipo inicia un desinflado controlado mientras mide en forma continua la presión dentro del manguito.

Lo importante es que esa presión no baja de manera perfectamente lisa. Los latidos del corazón producen pequeñas variaciones sobre la curva de desinflado. Son los llamados pulsos oscilométricos, que le dan al algoritmo la información necesaria para estimar los parámetros de la presión arterial.

Cómo funciona el NIBP: del inflado del manguito a las oscilaciones

Al iniciar la medición, una pequeña bomba de aire infla el manguito. Cuando se alcanza la presión programada, la bomba se detiene y una válvula empieza a liberar el aire de forma controlada. Mientras tanto, un transductor mide continuamente la presión neumática.

A medida que la presión baja y el flujo sanguíneo vuelve progresivamente a la arteria, cada latido provoca una pequeña oscilación en la señal. Por lo tanto, el sensor no mide directamente “120 sobre 80”: mide la presión total del manguito, formada por la curva lenta de desinflado más las oscilaciones asociadas a los latidos.

El circuito de medición NIBP

El camino de la señal empieza en el sistema neumático: manguito, bomba y válvula de desinflado. El sensor de presión convierte la presión del manguito en una señal eléctrica, que se acondiciona y se convierte al dominio digital. El microcontrolador recibe entonces una secuencia de muestras de presión a lo largo del tiempo.

De forma simplificada, la cadena es: manguito → bomba y válvula → sensor de presión → acondicionamiento y conversión A/D → microcontrolador → procesamiento de la señal → SYS, DIA, MAP y frecuencia cardíaca.

Circuito NIBP: sistema neumático, sensor de presión, adquisición electrónica y procesamiento digital.

¿Cómo se trata la señal?

El primer desafío del procesamiento es separar dos componentes que llegan mezcladas. La línea base representa la variación lenta de presión causada por el desinflado. Sobre ella están los pulsos oscilométricos. El algoritmo estima esa curva de referencia y separa la componente pulsátil.

Después mide la amplitud de cada pulso en función de la presión que hay en el manguito en ese instante. Esas amplitudes al principio son pequeñas, crecen, llegan a un máximo y luego disminuyen. El conjunto forma la llamada envolvente oscilométrica.

La región de amplitud máxima está asociada a la presión arterial media, o MAP. Las presiones sistólica (SYS) y diastólica (DIA) se estiman a partir de las características de la envolvente y de criterios definidos y validados por el fabricante. Por eso, distintos equipos pueden usar algoritmos y coeficientes propios.

¿Y cómo calcula el equipo el pulso?

Los mismos pulsos oscilométricos permiten también determinar la frecuencia cardíaca. El sistema mide el intervalo entre pulsos sucesivos. Un intervalo promedio de aproximadamente 0,83 segundos, por ejemplo, corresponde a unos 72 latidos por minuto.

Así, la presión arterial y la frecuencia cardíaca se extraen de la misma señal neumática, pero con tratamientos distintos.

¿Por qué la calidad de la medición NIBP depende de todo el sistema?

La cadena de procesamiento es dependiente: calidad de la curva de desinflado → calidad de las amplitudes de los pulsos → calidad de la envolvente → calidad de las estimaciones de MAP, SYS y DIA. El movimiento del brazo, las variaciones en la dinámica de desinflado, el ruido y otros artefactos pueden interferir en la señal y deben considerarse en el desarrollo.

Un equipo NIBP es, por lo tanto, un ejemplo interesante de integración entre mecánica neumática, sensores, electrónica analógica, conversión A/D, firmware y procesamiento digital de señales. Vea también otros proyectos de ingeniería electrónica desarrollados por ECK.