Smartwatch da Universidade de Utah e da Universidade de Illinois em Chicago estima pressão arterial

Verificar a pressão arterial é algo bem conhecido: uma braçadeira envolve o braço, aperta por alguns segundos e, no fim, aparecem dois números. Esses valores ajudam o médico a avaliar a saúde do coração.

O problema é que eles representam apenas um instante. Ao longo do dia, a pressão varia: sobe quando você anda mais rápido, sobe escadas, fica sob stresse, toma café, dorme mal ou usa certos medicamentos.

Assim, uma medição no consultório pode parecer normal, enquanto em outros momentos a pressão se eleva. Por isso, cientistas buscam formas melhores de acompanhar a pressão arterial durante a vida cotidiana.

Uma nova proposta em forma de smartwatch, desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Utah e da Universidade de Illinois em Chicago, pode contribuir para isso - sem apertar o braço.

Em vez de inflar uma braçadeira, o sistema capta alterações elétricas minúsculas no pulso e combina física com inteligência artificial para estimar a pressão arterial.

A hipertensão passa despercebida

A pressão alta é perigosa justamente porque, muitas vezes, a pessoa não percebe. Ela pode lesar o coração e os vasos sanguíneos por anos antes de surgirem sinais claros.

“Pressão arterial elevada é considerada a assassina silenciosa porque leva a ataques cardíacos, aneurismas e AVCs. Representa uma carga global para os sistemas de saúde e é considerada um problema do Santo Graal”, afirmou Benjamin Sanchez Terrones, da Universidade de Illinois em Chicago.

Hoje, médicos confiam nas braçadeiras porque funcionam bem. Só que elas não foram pensadas para monitorização contínua: oferecem uma fotografia rápida, e não a história inteira.

As ferramentas atuais não capturam as variações

A braçadeira mede a pressão ao comprimir uma artéria - daí a sensação de aperto. O método é útil, mas pouco prático para usar o dia inteiro.

Mesmo versões vestíveis tendem a incomodar. Ainda precisam inflar e comprimir, o que as torna fracas para acompanhar a pressão durante exercício, sono ou as rotinas normais.

Alguns dispositivos mais recentes tentam estimar a pressão sem braçadeira. Muitos recorrem a sensores de luz ou ao tempo do pulso. Isso pode ajudar, mas frequentemente depende de indícios indiretos.

Movimento, posição do pulso, hidratação e diferenças entre corpos podem interferir nos resultados.

Smartwatch mede 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, a quantidade de sangue na artéria do pulso muda - e isso altera a forma como a corrente elétrica atravessa a região.

O relógio envia uma corrente elétrica extremamente pequena pela pele, imperceptível para a pessoa. Sensores na parte inferior do aparelho registam como o pulso responde a essa corrente.

Com base nessas variações discretas, o sistema tenta inferir o que acontece na artéria logo abaixo da pele.

Encontrar a pressão em um sinal minúsculo

Fazer isso não é simples. No pulso há pele, gordura, músculo, osso e vários vasos. O sinal específico de uma artéria é muito pequeno.

O relógio precisa separar esse componente minúsculo de todo o resto - como tentar distinguir um som baixo em uma sala barulhenta.

Por isso, os pesquisadores não apostaram apenas na inteligência artificial. Antes, construíram um modelo ancorado em como o sangue realmente se move.

A física orienta a IA

Primeiro, a equipa criou um modelo de fluxo sanguíneo nas artérias e de como o sangue transporta eletricidade. Isso permitiu relacionar o que o pulso “mostra” ao BioZ com a pressão dentro do corpo.

Depois, treinaram um sistema de IA usando esse modelo. Diferentemente de uma IA padrão, ela precisava respeitar a física conhecida do fluxo sanguíneo, em vez de apenas “procurar padrões”.

“Este trabalho mostra como combinar aprendizagem de máquina com física pode mudar fundamentalmente o que é possível”, disse a coautora Christel Hohenegger, professora associada na Universidade de Utah.

“Ao incorporar princípios físicos diretamente no modelo, podemos ir além da previsão de caixa-preta e avançar para sistemas mais precisos, mais interpretáveis e mais aplicáveis de forma ampla no mundo real dos cuidados de saúde.”

Testes iniciais mostram resultados animadores

Para começar, os pesquisadores avaliaram o sistema com um grande conjunto de registos de pressão arterial. Em seguida, passaram para testes em pessoas.

75 voluntários saudáveis usaram o smartwatch enquanto caminhavam, corriam, pedalavam, respiravam de forma controlada e mudavam de postura.

A equipa comparou as estimativas do relógio com ferramentas de pressão consideradas confiáveis e com medições por ultrassom. O desempenho do smartwatch foi promissor.

Tecnologia validada em pacientes reais

O grupo também avaliou 85 pacientes. Alguns tinham hipertensão. Outros apresentavam doença cardíaca. Havia ainda participantes com condições de saúde diversas. Três pacientes em terapia intensiva também foram incluídos.

“Nós fizemos um esforço extra e medimos pacientes na unidade de terapia intensiva, assim como no Centro de Saúde Madsen, porque queríamos testar a tecnologia na população-alvo”, disse Sanchez Terrones.

O sistema funcionou melhor quando era ajustado para cada pessoa. Isso é esperado, já que cada corpo tem características próprias. Uma versão futura pode exigir uma etapa de configuração antes de conseguir monitorizar bem a pressão.

Ainda há trabalho pela frente

O smartwatch ainda não está pronto para substituir a braçadeira como dispositivo de medição de pressão arterial.

Os pesquisadores precisam de estudos maiores. Será necessário incluir mais pessoas de idades, tipos corporais e condições de saúde diferentes. Também é importante entender o desempenho ao longo de semanas, meses e anos.

Em um pequeno acompanhamento, três participantes retornaram após um ano. O sistema não manteve o mesmo desempenho até ser recalibrado. Mudanças diárias em hidratação, temperatura e nos próprios vasos podem alterar o sinal do pulso.

Ou seja, a ideia é promissora, mas ainda exige validação cuidadosa.

Smartwatch acompanha a pressão arterial o dia todo

A maior promessa não é apenas o conforto. É conseguir enxergar a pressão arterial ao longo do tempo.

“Pressão arterial não são dois números; é uma função do tempo. O desafio matemático foi recuperar toda essa forma de onda a partir de medições elétricas indiretas no pulso, um problema inverso clássico”, afirmou o coautor Braxton Osting, professor de matemática na Universidade de Utah.

“Incorporar a física do fluxo sanguíneo diretamente no modelo torna a previsão mais confiável.”

Smartwatch pode substituir as braçadeiras de pressão

“O aparelho de braçadeira é muito útil, mas, ao mesmo tempo, limitado: ele só fornece a menor quantidade de informação útil por causa do modo como a tecnologia funciona”, explicou Sanchez Terrones.

“A nossa pressão arterial ao longo do dia é como um filme, mas, quando você coloca a braçadeira, tudo o que obtém é um único retrato”, disse ele. “No fim, estamos a perder 99 por cento do filme que explica como a pressão pode mudar em um paciente ao longo do dia enquanto ele caminha, corre ou sobe escadas.”

Por enquanto, a braçadeira continua a ser o padrão. Porém, no futuro, um smartwatch pode ajudar médicos e pacientes a verem uma história mais completa da pressão arterial, do jeito que a vida realmente acontece.