การวัด ความดันโลหิตแดงแบบไม่รุกรานอย่างต่อเนื่อง ( CNAP ) คือวิธีการวัดความดันโลหิตแดง แบบทีละจังหวะการเต้นของหัวใจแบบเรียลไทม์ โดยไม่มีการขัดจังหวะ (อย่างต่อเนื่อง) และไม่ต้องสอดสายสวนเข้าไปในร่างกายมนุษย์ ( แบบไม่รุกราน )

การวัดความดันโลหิตแบบไม่รุกรานอย่างต่อเนื่อง (Continuous Noninvasive Arterial Blood Pressure Measurement : CNAP) ผสานข้อดีของ "มาตรฐานทองคำ" ทางการแพทย์สองประการเข้าด้วยกัน คือ สามารถวัดความดันโลหิต (BP) ได้อย่างต่อเนื่องแบบเรียลไทม์ เช่นเดียวกับ ระบบ การใส่สายสวนหลอดเลือดแดง ( Invasive Arterial Catheter System: IBP) และเป็นวิธีการที่ไม่รุกราน เช่นเดียวกับเครื่องวัดความดันโลหิตแบบมาตรฐานที่ใช้กับต้นแขน (Standard Upper Arm Sphygmomanometer : NBP)

สำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมทางคลินิก ระบบ CNAP ต้องให้ข้อมูลความดันโลหิตดังต่อไปนี้:

1. ความดันโลหิตที่วัดได้จากหลอดเลือดแดงส่วนต้น (เช่น หลอดเลือดแดงแขน)
2. การเปลี่ยนแปลงของความดันโลหิตเพื่อตรวจจับความไม่เสถียรทางด้านการไหลเวียนโลหิต
3. จังหวะทางสรีรวิทยาที่ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการทำงานของการควบคุมการไหลเวียนโลหิตและ/หรือการจัดการของเหลวในร่างกาย
4. คลื่นชีพจรความดันโลหิตสำหรับการควบคุมคุณภาพ – การวิเคราะห์คลื่นชีพจรเพิ่มเติมจะให้พารามิเตอร์เกี่ยวกับระบบหัวใจและหลอดเลือดเพิ่มเติม เช่น ปริมาตรเลือดที่สูบ ฉีดออกจากหัวใจในแต่ละครั้ง ปริมาณเลือดที่หัวใจสูบฉีดต่อนาทีและความแข็งตัวของหลอดเลือดแดง

วรรณกรรมล่าสุด^{[ 1 ]}การสำรวจตัวแทนระดับชาติในหมู่แพทย์ชาวเยอรมันและออสเตรีย 200 คน^{[ 2 ]}และการสัมภาษณ์ผู้เชี่ยวชาญเพิ่มเติมให้หลักฐานที่แน่ชัดว่ามีเพียง 15% ถึง 18% ของการผ่าตัดผู้ป่วยในเท่านั้นที่วัดความดันโลหิตอย่างต่อเนื่องด้วยสายสวนแบบรุกราน (IBP) ในการผ่าตัดผู้ป่วยในและผู้ป่วยนอก อื่นๆ ทั้งหมด การตรวจสอบความดันโลหิตแบบไม่รุกราน (NBP) เป็นระยะๆ ถือเป็นมาตรฐานการดูแล เนื่องจากลักษณะที่ไม่ต่อเนื่องของ NBP อาจทำให้พลาดภาวะความดันโลหิต ต่ำที่เป็นอันตรายได้: ในสตรีที่เข้ารับการผ่าตัดคลอด CNAP ตรวจพบภาวะความดันโลหิตต่ำใน 39% ของกรณี ในขณะที่ NBP มาตรฐานตรวจพบเพียง 9% ^{[ 3 ]}ภาวะกรดใน เลือดของทารกใน ครรภ์ที่เป็นอันตรายไม่ได้เกิดขึ้นเมื่อความดันโลหิตซิสโตลิกที่วัดด้วย CNAP สูงกว่า 100 มม.ปรอท^{[ 3 ]}การศึกษาอีกชิ้นหนึ่งแสดงให้เห็นว่ามากกว่า 22% ของภาวะความดันโลหิตต่ำที่พลาดไปทำให้การรักษาล่าช้าหรือไม่ได้รับการรักษาเลย^{[ 4 ​​]}

CNAP ช่วยให้การปรับสมดุลการไหลเวียนโลหิตเป็นไปอย่างเหมาะสมโดยใช้ความดันโลหิตอย่างต่อเนื่องและพารามิเตอร์ต่างๆ ที่ได้มาจากจังหวะทางสรีรวิทยาและการวิเคราะห์คลื่นชีพจร แนวคิดนี้ได้รับการยอมรับในวิสัญญีวิทยาและการดูแลผู้ป่วยวิกฤต : การประเมินความแปรผันของความดันชีพจร (PPV) ช่วยให้สามารถจัดการของเหลวตามเป้าหมายในผู้ป่วยที่ได้รับการระงับประสาทและใช้เครื่องช่วยหายใจ^{[ 5 ] [ 6 ]}

นอกจากนี้ การวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ของคลื่นชีพจร CNAP ยังช่วยให้สามารถประมาณปริมาตรเลือดที่สูบฉีดออกจากหัวใจและปริมาณเลือดที่หัวใจสูบ ฉีดได้โดย ไม่ ต้องผ่าตัด ^{[ 7 ]}การวิเคราะห์แบบเมตาของการทดลองทางคลินิก 29 ครั้งแสดงให้เห็นว่าการบำบัดแบบมุ่งเป้าหมายโดยใช้พารามิเตอร์ทางโลหิตพลศาสตร์เหล่านี้ส่งผลให้อัตราการเจ็บป่วยและอัตราการเสียชีวิตลดลงในขั้นตอนการผ่าตัดที่มีความเสี่ยงปานกลางและสูง^{[ 8 ]}

การตรวจจับการเปลี่ยนแปลงความดันภายในหลอดเลือดแดงจากภายนอกทำได้ยาก ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงปริมาตรและการไหลของหลอดเลือดแดงสามารถตรวจวัดได้ดีโดยใช้เทคนิคต่างๆ เช่น แสงการตรวจด้วยคลื่นเสียงสะท้อนการวัดความต้านทานฯลฯ แต่น่าเสียดายที่การเปลี่ยนแปลงปริมาตรเหล่านี้ไม่ได้มีความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงกับความดันในหลอดเลือดแดงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อวัดในบริเวณรอบนอกซึ่งเข้าถึงหลอดเลือดแดงได้ง่าย ดังนั้น อุปกรณ์ที่ไม่ต้องผ่าตัดจึงต้องหาวิธีแปลงสัญญาณปริมาตรจากบริเวณรอบนอกให้เป็นความดันในหลอดเลือดแดง

เครื่องวัดออกซิเจนในเลือดแบบพัลส์สามารถวัด การเปลี่ยนแปลง ปริมาตรเลือด ในนิ้ว โดยใช้แสง การเปลี่ยนแปลงปริมาตรเหล่านี้จะต้องถูกแปลงเป็นความดัน เนื่องจากความไม่เป็นเชิงเส้นของส่วนประกอบยืดหยุ่นของผนังหลอดเลือดแดง รวมถึงส่วนที่ไม่ยืดหยุ่นของกล้ามเนื้อเรียบของหลอดเลือดแดงในนิ้วด้วย

วิธีการนี้คือการลดภาระที่ผนังหลอดเลือดแดง เพื่อทำให้ปรากฏการณ์นี้เป็นไปในแนวตรง โดยใช้แรงดันต้านที่สูงเท่ากับแรงดันภายในหลอดเลือดแดง ปริมาณเลือดจะคงที่โดยการใช้แรงดันที่เหมาะสมจากภายนอก แรงดันภายนอกที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องซึ่งจำเป็นต่อการรักษาระดับปริมาณเลือดในหลอดเลือดแดงให้คงที่นั้น สัมพันธ์โดยตรงกับแรงดันในหลอดเลือดแดง นี่คือหลักการพื้นฐานของสิ่งที่เรียกว่า “เทคนิคการลดภาระหลอดเลือด”

สำหรับการวัดนั้น จะใช้ปลอกรัดนิ้ววางไว้บนนิ้ว ภายในปลอกรัดนั้น จะมีการวัดปริมาณเลือดในหลอดเลือดแดงของนิ้วโดยใช้แหล่งกำเนิดแสงและตัวตรวจจับแสง สัญญาณแสงที่ได้จะถูกควบคุมให้คงที่โดยการปรับแรงดันของปลอกรัด ในช่วงหัวใจบีบตัว (systole)เมื่อปริมาณเลือดในนิ้วเพิ่มขึ้น ระบบควบคุมจะเพิ่มแรงดันของปลอกรัดด้วย จนกระทั่งเลือดส่วนเกินถูกบีบออกไป ในทางกลับกัน ในช่วงหัวใจคลายตัว (diastole ) ปริมาณเลือดในนิ้วจะลดลง ส่งผลให้แรงดันของปลอกรัดลดลง และปริมาณเลือดโดยรวมจะคงที่ เนื่องจากปริมาณเลือดและสัญญาณแสงคงที่ตลอดเวลา แรงดันภายในหลอดเลือดแดงจึงเท่ากับแรงดันของปลอกรัด แรงดันนี้สามารถวัดได้ง่ายด้วยมาโนมิเตอร์

เนื่องจากปริมาตรของหลอดเลือดแดงที่นิ้วถูกจำกัดให้มีเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่ วิธีนี้จึงเรียกอีกอย่างว่า "วิธีการจำกัดปริมาตร" (Volume Clamped Method)

Jan Peňázนักสรีรวิทยาชาวเช็กได้แนะนำการวัดความดันโลหิตแดงแบบไม่รุกรานอย่างต่อเนื่องประเภทนี้ในปี 1973 โดยใช้ลูปควบคุมไฟฟ้า-ลม^{[ 9 ]}กลุ่มวิจัยสองกลุ่มได้ปรับปรุงวิธีการนี้:

• กลุ่มชาวออสเตรียได้พัฒนาแนวทางดิจิทัลที่สมบูรณ์ของวิธีการนี้ในช่วง 8 ปีที่ผ่านมา^{[ 10 ]}ส่งผลให้เทคโนโลยีนี้สามารถพบได้ใน Task Force Monitor และ CNAP Monitor 500 (CNSystems) รวมถึงใน CNAP Smart Pod (Dräger Medical) และใน LiDCOrapid (LiDCO Ltd.) ^{[ 11 ]}
• กลุ่มจากเนเธอร์แลนด์ได้พัฒนาระบบ Finapres ในช่วงทศวรรษ 1980 ^{[ 12 ]}ระบบที่พัฒนาต่อยอดจาก Finapres ในตลาดการแพทย์ ได้แก่ Finometer และ Portapres (FMS) รวมถึง Nexfin
• กลุ่มชาวรัสเซียได้พัฒนาระบบ Spiroarteriocardiorhythmograph (SACR) ในปี 2547 ^{[ 13 ]}ระบบ SACR ให้การวัดความดันโลหิตแดงแบบไม่รุกรานอย่างต่อเนื่อง การตรวจจับการไหลของอากาศที่หายใจเข้าและออกด้วย เครื่องวัด ปริมาตรอากาศ แบบอัลตราโซนิก การตรวจจับคลื่นไฟฟ้าหัวใจ และการวิเคราะห์ร่วมกันของกระบวนการไดนามิกเหล่านี้^{[ 14 ]}

Getingeได้นำเทคนิคการลดภาระหลอดเลือดมาใช้ในเทคโนโลยี NICCI โดยใช้ปลอกรัดนิ้วแบบคู่ ซึ่งจะสลับระหว่างนิ้วโดยอัตโนมัติ เซ็นเซอร์ NICCI จะทำการวัดความดันโลหิตอย่างต่อเนื่องและวิเคราะห์เส้นโค้งความดันเพื่อหาค่าการไหลเวียนของเลือด ภาระก่อนการบีบตัว ภาระหลังการบีบตัวและพารามิเตอร์การหดตัวของกล้ามเนื้อหัวใจ ขนาดของปลอกรัดเซ็นเซอร์ทั้งสามขนาดช่วยให้สามารถตรวจสอบการทำงานของระบบไหลเวียนโลหิตแบบไม่รุกรานได้ แม้ในเด็ก

ผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้นของผนังหลอดเลือดจะลดลงในหลอดเลือดแดงขนาดใหญ่ เป็นที่ทราบกันดีว่าการเข้าถึงหลอดเลือดแดงขนาดใหญ่ได้ดีนั้นอยู่ที่ข้อมือโดยการคลำกลไกต่างๆ ได้รับการพัฒนาขึ้นสำหรับการคลำหลอดเลือดแดงเรเดียลิสแบบอัตโนมัติโดยไม่ต้องผ่าตัด^{[ 15 ]}เพื่อให้ได้สัญญาณความดันโลหิตที่เสถียร เซ็นเซอร์วัดความดันโลหิตต้องได้รับการป้องกันจากการเคลื่อนไหวและสิ่งรบกวนทางกลอื่นๆ

เมื่อหัวใจสูบฉีดปริมาตรเลือดไปยังหลอดเลือดแดง จะใช้เวลาในการเดินทางระยะหนึ่งจนกว่าคลื่นความดันโลหิตจะไปถึงส่วนปลาย เวลาในการเดินทางของชีพจร (PTT) นี้ขึ้นอยู่กับความดันโลหิตโดยอ้อม – ยิ่งความดันสูง PTT ก็ยิ่งเร็วขึ้น สถานการณ์นี้สามารถใช้สำหรับการตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงความดันโลหิตแบบไม่รุกรานได้^{[ 16 ] [ 17 ]}สำหรับค่าสัมบูรณ์ วิธีนี้จำเป็นต้องมีการสอบเทียบ

การวิเคราะห์การแยกส่วนพัลส์ (PDA) ซึ่งเป็นวิธีการวิเคราะห์รูปทรงพัลส์^{[ 18 ]}อิงตามแนวคิดที่ว่าพัลส์ส่วนประกอบแต่ละส่วนจำนวน 5 พัลส์ประกอบกันเป็นพัลส์ความดันหลอดเลือดแดงส่วนปลายของร่างกายส่วนบน พัลส์ส่วนประกอบเหล่านี้เกิดจากการบีบตัวของหัวใจห้องซ้ายและการสะท้อนและการสะท้อนซ้ำของพัลส์ส่วนประกอบแรกจากจุดสะท้อนของหลอดเลือดแดงส่วนกลาง 2 จุด^{[ 19 ] [ 20 ]} PDA เป็นหลักการทำงานของเครื่องตรวจวัดทางสรีรวิทยา Caretaker ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการปฏิบัติตามมาตรฐาน ANSI/AAMI/ISO 81060-2:2013 และได้รับการอนุมัติจาก FDA (K151499, K163255) สำหรับการตรวจสอบความดันโลหิต อัตราการเต้นของหัวใจ และอัตราการหายใจ แบบไม่รุกราน และ ต่อเนื่อง

วิธีการทั้งหมดวัดความดันหลอดเลือดแดงส่วนปลาย ซึ่งแตกต่างโดยเนื้อแท้จากความดันโลหิตที่ตรวจวัดจากหลอดเลือดแดงส่วนต้น แม้แต่การเปรียบเทียบระหว่าง “มาตรฐานทองคำ” ทางคลินิกสองวิธี คือ การวัดความดันโลหิตอย่างต่อเนื่องแบบรุกรานที่หลอดเลือดแดงเรเดียลิส และการวัดความดันโลหิตแบบไม่รุกรานแต่เป็นช่วงๆ ที่แขนส่วนบน ก็ยังแสดงความแตกต่างอย่างมาก^{[ 21 ]}

แพทย์ได้รับการฝึกฝนให้ตัดสินใจในการรักษาโดยพิจารณาจากหลอดเลือดแดงส่วนต้น เช่น การวัดหลอดเลือดแดงแขน (arteria brachialis) โดยไม่ใช้วิธีการผ่าตัด การสอบเทียบกับวิธีการวัดความดันโลหิตแบบไม่รุกราน (NBP) ซึ่งเป็น "มาตรฐานทองคำ" นั้น จะดำเนินการในอุปกรณ์ส่วนใหญ่ที่วางจำหน่ายอยู่ในปัจจุบัน แม้ว่าวิธีการสอบเทียบจะแตกต่างกันไปก็ตาม

• เทคโนโลยี CNAP จากกลุ่มชาวออสเตรียจะได้รับการวัด NBP มาตรฐานในตอนเริ่มต้นของการวัด จากนั้นจะคำนวณฟังก์ชันการถ่ายโอนเฉพาะบุคคลจากนิ้วไปยังต้นแขนและนำไปใช้กับสัญญาณ CNAP ^{[ 10 ]}
• อุปกรณ์ Finapres รุ่นต่อๆ มาทั้งหมดใช้ฟังก์ชันการถ่ายโอนแบบทั่วโลกสำหรับค่าจากนิ้วไปยังแขน และ Finometer Pro รวมถึง Finapres NOVA ก็ใช้ปลอกแขนด้วยเช่นกัน นอกจากการใช้หน่วยแก้ไขความสูง (HCU) แล้ว ปลอกแขนจะใช้เพียงครั้งเดียวในตอนเริ่มต้นของการทดสอบแต่ละครั้ง เนื่องจากเทคโนโลยี Finapres ใช้สิ่งที่เรียกว่าการปรับเทียบทางกายภาพ เทคโนโลยี CNAP ไม่มีการปรับเทียบทางกายภาพนี้ จึงต้องทำการเป่าลมปลอกแขนเป็นประจำ ฟังก์ชันการถ่ายโอนนี้จะชดเชยการหน่วงได้ถึง 2.5 Hz ด้วยการขยายสัญญาณ 1.2 เท่า^{[ 22 ]}ดังนั้น โดยทั่วไปอุปกรณ์จะเพิ่มค่าจังหวะต่อจังหวะเป็น 120% ของค่าจากนิ้ว ยกเว้น Finometer ซึ่งนอกจากฟังก์ชันแบบทั่วโลกแล้ว ยังพิจารณาถึงค่าชดเชยระหว่างนิ้วและแขนด้วยปลอกแขนอีกด้วย^{[ 23 ]}

ข้อเสียของเทคโนโลยีที่ไม่ต้องผ่าตัดทั้งหมดคือการเปลี่ยนแปลงของโทนัสหลอดเลือด หลอดเลือดแดงขนาดเล็กตั้งแต่หลอดเลือดแดงเรเดียลิสลงไปจนถึงส่วนปลายมีกล้ามเนื้อเรียบเพื่อเปิด ( การขยายตัวของหลอดเลือด ) และปิด ( การหดตัวของหลอดเลือด ) กลไกของมนุษย์นี้ถูกกระตุ้นโดยโทนัสของระบบประสาทซิมพาเทติกและได้รับอิทธิพลเพิ่มเติมจากยาที่ออกฤทธิ์ต่อหลอดเลือด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการดูแลผู้ป่วยวิกฤต ยา ที่ออกฤทธิ์ต่อหลอดเลือดมีความจำเป็นในการควบคุมและรักษาระดับการระงับประสาทและความดันโลหิต จำเป็นต้องมีการพัฒนาวิธีการแก้ไขทางคณิตศาสตร์ขั้นสูงสำหรับเทคโนโลยีที่ไม่ต้องผ่าตัดเหล่านี้เพื่อให้ได้ความแม่นยำและการยอมรับทางคลินิก

อัลกอริทึม VERIFI แก้ไข โทน ของหลอดเลือดโดยใช้การวิเคราะห์คลื่นชีพจรอย่างรวดเร็ว โดยจะกำหนดความดันโลหิตเฉลี่ยที่ถูกต้องในปลอกนิ้วโดยการตรวจสอบลักษณะทั่วไปของคลื่นชีพจร การแก้ไข VERIFI จะดำเนินการหลังจากการเต้นของหัวใจทุกครั้ง เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของหลอดเลือดสามารถเกิดขึ้นได้ทันที ซึ่งช่วยให้สามารถส่งสัญญาณ CNAP อย่างต่อเนื่องโดยไม่หยุดชะงักในสถานการณ์ที่ระบบไหลเวียนโลหิตไม่เสถียร VERIFI ถูกนำไปใช้ใน Task Force Monitor, CNAP Monitor 500, CNAP Smart Pod และในLiDCO rapid ^{[ 10 ]}

PhysioCal ถูกใช้ใน Finapres และอุปกรณ์รุ่นต่อมา อัลกอริทึม PhysioCal ที่เรียกว่านี้จะกำจัดการเปลี่ยนแปลงของโทนของกล้ามเนื้อเรียบในผนังหลอดเลือดแดงค่าฮีมาโตคริตและการเปลี่ยนแปลงปริมาตรนิ้วอื่นๆ ในระหว่างช่วงเวลาการวัดความดันคงที่ PhysioCal ทำได้โดยการเปิดวงจรป้อนกลับการลดภาระของหลอดเลือด จากนั้นจะทำการค้นหาแรงดันใหม่ก่อนที่การวัดจะเริ่มต้นอีกครั้ง อัลกอริทึมนี้จำเป็นต้องหยุดการบันทึกความดันโลหิตเพื่อวัตถุประสงค์ในการปรับเทียบใหม่ ซึ่งส่งผลให้ข้อมูลสูญหายในช่วงเวลานั้น^{[ 24 ]}

สำหรับวิธีการอื่นๆ เช่น PTT การปรับเทียบใหม่แบบปิดสนิทกับ NBP สามารถเอาชนะการเปลี่ยนแปลงของหลอดเลือดได้

ความแม่นยำโดยรวมของอุปกรณ์ CNAP ได้รับการพิสูจน์แล้วเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการวัดความดันโลหิตแบบมาตรฐาน (IBP) ในการศึกษาจำนวนมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตัวอย่างเช่น นักวิจัยได้ข้อสรุปดังต่อไปนี้:

• "...ผลการค้นพบเหล่านี้บ่งชี้ว่า CNAP ให้ค่าประมาณความดันโลหิตแบบเรียลไทม์ที่เทียบเท่ากับค่าที่ได้จากระบบสายสวนหลอดเลือดแดงแบบรุกรานระหว่างการดมยาสลบ" ^{[ 25 ]}
• “...สำหรับ การวัด ความดันโลหิตเฉลี่ยการวัด CNAP มากกว่า 90% จะแสดงค่าเบี่ยงเบนน้อยกว่า 10% เมื่อเทียบกับค่าอ้างอิง” ^{[ 26 ]}
• “..เราสรุปได้ว่า CNAP เป็นเครื่องวัดความดันโลหิตแบบต่อเนื่องที่เชื่อถือได้ ไม่รุกราน ... CNAP สามารถใช้เป็นทางเลือกแทน IBP ได้” ^{[ 27 ]}
• “ความดันโลหิตแดงสามารถวัดได้โดยไม่รุกรานและต่อเนื่องโดยใช้การสร้างความดันทางสรีรวิทยา การเปลี่ยนแปลงของความดันสามารถติดตามได้และค่าที่ได้เทียบเคียงได้กับการตรวจสอบแบบรุกราน” ^{[ 28 ]}

• ประวัติการวัดความดันโลหิตแบบไม่รุกรานอย่างต่อเนื่อง
• การตรวจวัดความดันโลหิตแบบพกพา (ABPM)