Proč tonometr „nedosahuje“ horní hranice tlaku – a jak to opravit bez nových zařízení

Klasické měření tlaku manžetou a stetoskopem (auskultační metoda) systematicky podhodnocuje systolický tlak a nadhodnocuje diastolický tlak. Tým inženýrů z Cambridge demonstroval fyzikální příčinu této chyby na experimentálním modelu a navrhl jednoduché kalibrační metody – až po změnu polohy ruky – které mohou zlepšit přesnost bez výměny přístrojů. Podle autorů a předchozích studií může v důsledku systematického podhodnocování horního tlaku zůstat až 30 % případů systolické hypertenze nerozpoznáno. Studie byla publikována 12. srpna 2025 v PNAS Nexus.

Pozadí

• Tlak měříme „manžetou“ již více než 120 let – standardem však zůstává invazivní měření. Mezi neinvazivními metodami s manžetou (auskultační měření pomocí Korotkoffových zvuků a automatická oscilometrie) a skutečným intravaskulárním tlakem existuje stabilní rozdíl: v klinických srovnáních manžeta obvykle podhodnocuje systolický a nadhodnocuje diastolický tlak v porovnání s intravaskulárními záznamy. To bylo prokázáno v nedávných přehledech/metaanalýzách a v pracích se simultánní arteriální linkou.
• Fyzika Korotkoffových tónů je složitější, než se zdá. Klasici učí, že když se manžeta vyfoukne, céva se otevírá a poté kolabuje – a my slyšíme tóny. Detailní „mechanika“ tónového okna a faktory, které ho mění, však dlouho zůstávaly předmětem hypotéz. Recenze zaznamenaly mnoho ovlivňujících proměnných – od tvaru tepny a rychlosti vyfouknutí až po „tlak pod manžetou“ (v předloktí), který standardní modely reprodukují jen zřídka.
• Proč je to pro systolickou hypertenzi zásadní? Diagnóza a léčba jsou dnes do značné míry vázány na systolické prahy; pokud je horní hranice tlaku systematicky podhodnocována, pak někteří lidé s izolovanou systolickou hypertenzí (zejména starší osoby) zůstávají nedostatečně diagnostikovaní nebo nedostatečně léčeni. Proto se zvyšuje zájem o zdroje systematických chyb v samotné metodě.
• Oscilometrie je také „otřesena“ algoritmy. Automatické tonometry neposlouchají tóny, ale analyzují oscilace manžety a poté je přepočítávají na systolický/diastolický krevní tlak (STK) pomocí proprietárních (a uzavřených) algoritmů. To zvyšuje variabilitu mezi modely a neodstraňuje základní hydromechaniku manžety. Proto ani ideálně provedená měřicí technika ne vždy „opraví“ systematický posun.
• Technika měření stále řeší polovinu problému. Nesprávná poloha/opora paže, nesprávná velikost manžety, mluvení během měření, nedávná káva/nikotin – to vše může ovlivnit hodnoty o mnoho mmHg. Doporučení AHA/ACC a evropské směrnice trvají na tom, že paže musí být v úrovni srdce a podepřena, manžeta správné velikosti, 2–3 opakování s přestávkou, odpočinek 3–5 minut, nohy bez kříže. I taková maličkost, jako je poloha paže, ve studii JAMA IM významně ovlivnila naměřené hodnoty.
• Co v současné práci chybělo? Ačkoli kliničtí lékaři již dlouho vědí, že manžeta „ztrácí“ část systoly, neexistovalo žádné mechanistické vysvětlení vzhledem k reálnému scénáři „úplné uzavření cévy + nízký tlak distálně od manžety“: laboratorní modely obvykle používaly kulaté trubice, které se zcela nezhroutily. Studie v Cambridge reprodukuje úplné uzavření a ukazuje, jak nízký tlak „po proudu“ zpožďuje znovuotevření tepny posunem tónového okna – odtud systematické podhodnocování systolického krevního tlaku/nadhodnocování diastolického krevního tlaku.
• Proč klinika toto potřebuje: kalibrace bez nových zařízení. Pochopení role „postupného“ tlaku dává nápady pro úpravy protokolu (standardizovaná poloha/manévr ruky před krvácením) a potenciál pro softwarové úpravy v automatických zařízeních – tedy způsob, jak zvýšit přesnost bez úplné změny flotily tonometrů.

Co přesně udělali?

Vědci sestavili fyzikální uspořádání, které reprodukovalo klíčové podmínky měření „manžety“: stlačení „tepny“, zastavení průtoku pod manžetou a její následné pomalé uvolnění. Na rozdíl od předchozích modelů s kulatou gumovou hadičkou zde použili ploché kanálky, které se podobně jako skutečná tepna pod manžetou při pumpování zcela uzavřou. To umožnilo otestovat vliv nízkého tlaku „po proudu“ (v předloktí) – režim, který nastává ve skutečné paži při stlačení brachiální tepny.

Hlavním zjištěním je „zpoždění znovuotevření“

Když manžeta stlačí cévu, tlak v cévách pod manžetou prudce klesne a zůstává na nízké „plató“. Po uvolnění manžety právě tento tlakový rozdíl způsobí, že tepna zůstane uzavřená déle, než očekáváme – „okno“ výskytu Korotkovových zvuků (podle kterého se počítá horní/dolní tlak) se posune a přístroj/pozorovatel reaguje později. Výsledkem je, že systolický tlak je podhodnocený a diastolický tlak nadhodnocený. Čím nižší je tlak „po proudu“, tím větší je chyba. Dříve se tento mechanismus v laboratorních modelech jednoduše nereprodukoval, takže fenomén „plovoucí systoly“ zůstával záhadou.

Proč je to důležité?

• Hypertenze je nejčastějším rizikem předčasného úmrtí. Pokud je horní hranice krevního tlaku trvale nízká, pacienti nemusí být diagnostikováni/léčeni. Dříve provedené přehledy a klinická srovnání dokumentovaly rozdíly mezi systolou naměřenou manžetou a invazivní (intravaskulární) systolou; tato nová práce vysvětluje proč.
• Řešení – bez nutnosti kompletní modernizace zařízení. Autoři ukazují, že přesnost lze zvýšit pomocí protokolu – například zvednutím paže předem (vytvořením předvídatelného „po proudu“) a následným zohledněním předvídatelné korekce; v budoucnu mohou zařízení zohledňovat věk/BMI/vlastnosti tkáně jako zástupný ukazatel „po proudu“ pro individuální korekci.

Co se tím nyní mění (pro kliniky a domácí použití)

• Pro zdravotnické pracovníky. Kromě standardů pro správné měření (výběr manžety na základě obvodu paže, „paže v úrovni srdce“, s oporou zad, nohy bez zkřížených nohou, ticho 3–5 minut před měřením, alespoň dvě opakovaná měření) je vhodné sledovat polohu paže a zvážit jednotnou techniku „zvedání-spouštění-měření“ před vyfouknutím jako možnou kalibraci. Oficiální směrnice to zatím nevyžadují, ale práce udává směr pro aktualizaci protokolů a klinických studií.
• Pro lidi, kteří měří doma. „Nejlevnější“ zvýšení přesnosti spočívá ve správné technice: manžeta správné velikosti, paže v úrovni srdce opřená o stůl, nemluvit, 5 minut tiše sedět, provést 2–3 měření s intervalem 1 minuty a zprůměrovat. Tyto kroky samy o sobě snižují chybu mnohem více než „upgrade“ přístroje.

Jak to zapadá do závodu o nové tlakové technologie?

Při hledání kalibrací „klasické metody“ se paralelně vyvíjejí alternativní přístupy – od optiky (SCOS) po ultrazvuk („rezonanční sonomanometrie“) pro kontinuální monitorování bez manžety. Budou se však také potýkat s problémy validace a hydrostatických korekcí. Nová fyzika klasické metody je důležitá již proto, že manžeta zůstane po dlouhou dobu hlavní metodou v klinikách i doma – a lze ji zpřesnit.

Omezení a další krok

Studie poskytuje mechanistické vysvětlení ve fyzikálním modelu a navrhuje protokolární řešení, nyní jsou však zapotřebí klinické studie: do jaké míry navrhované techniky (například standardizovaná poloha ruky před měřením) korigují podhodnocení u skutečných pacientů – v různém věku, s různým typem postavy a s komorbiditami. Tým z Cambridge již hledá partnery pro takové studie.

Zdroj: Bassil K., Agarwal A. Podhodnocení systolického tlaku při měření krevního tlaku manžetou, PNAS Nexus 4(8): pgaf222, 12. srpna 2025. https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgaf222