Como funciona a medição de pressão arterial NIBP?

Como funciona NIBP? Nos monitores automáticos, a pressão arterial não invasiva é obtida a partir das pequenas oscilações de pressão produzidas pelos batimentos cardíacos no manguito. Por trás dos números de pressão sistólica, diastólica, pressão média e pulsação existe um sistema que combina pneumática, sensor de pressão, eletrônica e processamento de sinais.

Como funciona NIBP no método oscilométrico?

NIBP é a sigla de Non-Invasive Blood Pressure, ou pressão arterial não invasiva. No método oscilométrico, um manguito é inflado acima da pressão sistólica, comprimindo temporariamente a artéria. Em seguida, o equipamento inicia uma deflação controlada enquanto mede continuamente a pressão dentro do manguito.

O ponto importante é que essa pressão não cai de forma perfeitamente lisa. Os batimentos cardíacos produzem pequenas variações sobre a curva de deflação. São os chamados pulsos oscilométricos, que fornecem ao algoritmo as informações necessárias para estimar os parâmetros da pressão arterial.

Como funciona NIBP: da inflação do manguito às oscilações

Ao iniciar a medição, uma pequena bomba de ar infla o manguito. Quando a pressão programada é atingida, a bomba para e uma válvula passa a liberar o ar de maneira controlada. Enquanto isso, um transdutor mede continuamente a pressão pneumática.

À medida que a pressão diminui e o fluxo sanguíneo volta progressivamente à artéria, cada batimento provoca uma pequena oscilação no sinal. Portanto, o sensor não mede diretamente “120 por 80”: ele mede a pressão total do manguito, formada pela curva lenta de deflação mais as oscilações associadas aos batimentos.

O circuito de medição NIBP

O caminho do sinal começa no sistema pneumático: manguito, bomba e válvula de deflação. O sensor de pressão converte a pressão do manguito em um sinal elétrico, que é condicionado e convertido para o domínio digital. O microcontrolador recebe então uma sequência de amostras de pressão ao longo do tempo.

De forma simplificada, a cadeia é: manguito → bomba e válvula → sensor de pressão → condicionamento e conversão A/D → microcontrolador → processamento do sinal → SYS, DIA, MAP e frequência cardíaca.

Circuito NIBP: sistema pneumático, sensor de pressão, aquisição eletrônica e processamento digital.

Como o sinal é tratado?

O primeiro desafio do processamento é separar duas componentes que chegam misturadas. A baseline representa a variação lenta da pressão causada pela deflação. Sobre ela estão os pulsos oscilométricos. O algoritmo estima essa curva de referência e separa a componente pulsátil.

Depois, mede a amplitude de cada pulso em função da pressão existente no manguito naquele instante. Essas amplitudes inicialmente são pequenas, crescem, atingem um máximo e depois diminuem. O conjunto forma o chamado envelope oscilométrico.

A região de amplitude máxima está associada à pressão arterial média, ou MAP. As pressões sistólica (SYS) e diastólica (DIA) são estimadas a partir das características do envelope e de critérios definidos e validados pelo fabricante. Por isso, diferentes equipamentos podem empregar algoritmos e coeficientes próprios.

E como o equipamento calcula a pulsação?

Os mesmos pulsos oscilométricos também permitem determinar a frequência cardíaca. O sistema mede o intervalo entre pulsos sucessivos. Um intervalo médio de aproximadamente 0,83 segundo, por exemplo, corresponde a cerca de 72 batimentos por minuto.

Assim, pressão arterial e frequência cardíaca são extraídas do mesmo sinal pneumático, mas por tratamentos diferentes.

Por que a qualidade da medição NIBP depende de todo o sistema?

A cadeia de processamento é dependente: qualidade da curva de deflação → qualidade das amplitudes dos pulsos → qualidade do envelope → qualidade das estimativas de MAP, SYS e DIA. Movimento do braço, variações na dinâmica de deflação, ruído e outros artefatos podem interferir no sinal e precisam ser considerados no desenvolvimento.

Um equipamento NIBP é, portanto, um exemplo interessante de integração entre mecânica pneumática, sensores, eletrônica analógica, conversão A/D, firmware e processamento digital de sinais. Veja também outros projetos de engenharia eletrônica desenvolvidos pela ECK.