Inteligentny zegarek, który czyta ciśnienie jak EKG – bez mankietu i kalibracji. Polscy pacjenci czekają na rewolucję?

Nadciśnienie tętnicze to główny czynnik ryzyka zawału serca i udaru mózgu. Tymczasem większość z nas widzi swoje ciśnienie krwi tylko jako dwa statyczne odczyty z gabinetu lekarskiego. Przełomowe badanie, opublikowane 14 maja 2026 roku w prestiżowym czasopiśmie Nature Communications, opisuje inteligentny zegarek, który odczytuje pełną historię pracy serca – rejestruje każdą falę tętna i prędkość przepływu krwi w czasie rzeczywistym, bez mankietu i indywidualnej kalibracji .

Urządzenie, stworzone przez matematyków i inżynierów z Uniwersytetu Utah oraz Uniwersytetu Illinois w Chicago, łączy czujniki bioimpedancji elektrycznej (BioZ) z physics-informed neural network (PINN), czyli siecią neuronową wzbogaconą o wiedzę z dziedziny fizyki . Oto dlaczego to odkrycie ma tak duże znaczenie dla przyszłości monitorowania naszego zdrowia.

Jak bioimpedancja „widzi” przepływ krwi

Smartwatch wysyła przez nadgarstek nieszkodliwy prąd elektryczny o wysokiej częstotliwości . Krew jest dobrym przewodnikiem prądu, więc jej pulsacyjny przepływ w tętnicy promieniowej powoduje subtelne zmiany impedancji (oporu elektrycznego) przy każdym uderzeniu serca . To właśnie te minimalne wahania są surowym sygnałem, który koduje informację o ciśnieniu.

Aby przekształcić zmiany impedancji w rzeczywisty odczyt ciśnienia, zespół badaczy opracował wieloskalowy model analityczno-obliczeniowy, który odwzorowuje biofizyczną zależność między sygnałem BioZ a ciśnieniem krwi . Model ten uwzględnia czynniki fizjologiczne, anatomiczne umiejscowienie tętnicy oraz parametry eksperymentalne, które wpływają na jakość sygnału na nadgarstku.

Fizyka w sercu sztucznej inteligencji

Sercem uczenia maszynowego w tym urządzeniu jest tzw. „oznaczona sygnałem, fizycznie poinformowana sieć neuronowa” (ang. signal‑tagged physics‑informed neural network), która ma „wbudowane” prawa dynamiki płynów i elektromagnetyzmu . W przeciwieństwie do klasycznych modeli AI, działających jak „czarna skrzynka”, ten system nie jest w stanie wygenerować fizycznie niemożliwego wyniku. To kluczowa zaleta, która zdaniem badaczy czyni technologię znacznie bardziej godną zaufania w decyzjach klinicznych .

Ponieważ model od początku „rozumie” fizykę pulsującego przepływu, może odtworzyć cały przebieg fali ciśnienia z samego sygnału elektrycznego – bez konieczności wzorcowania mankietem. Właśnie to sprawia, że cały system jest w pełni bezobsługowy.

Co mierzy zegarek, czego nie zmierzy mankiet

Tradycyjny mankiet podaje skurczowe i rozkurczowe ciśnienie w jednej chwili. To jak pojedyncza klatka z filmu – jak mówią naukowcy, „99% akcji nam umyka” . Zegarek zespołu z Utah wyświetla nieprzerwany, pełny wykres fali ciśnienia w funkcji czasu . Oprócz standardowych wartości ciśnienia, urządzenie szacuje także prędkość radialną i prędkość osiową przepływu krwi – czyli to, z jaką szybkością krew przemieszcza się przez tętnicę .

Współautor badania, matematyk Braxton Osting, ujął to wyzwanie wprost: „Ciśnienie krwi to nie są dwie liczby. To funkcja czasu. Matematycznym wyzwaniem było odzyskanie całego tego przebiegu z pośrednich pomiarów elektrycznych na nadgarstku” .

Rezultatem jest bogaty obraz hemodynamiczny zdolny ujawnić niebezpieczne, chwilowe skoki ciśnienia, nocne wzorce czy nadciśnienie maskowane – stany, które umykają okresowym pomiarom w przychodni.

Testy na zdrowych i chorych pacjentach

Smartwatch oceniono na grupie 150 uczestników. W badaniu wzięły udział zarówno osoby zdrowe (w spoczynku i po aktywności fizycznej: marszu, biegu, wchodzeniu po schodach), jak i pacjenci z nadciśnieniem tętniczym i chorobami układu krążenia . Co szczególnie istotne, testy prowadzono również w warunkach ambulatoryjnych i na oddziałach intensywnej terapii. To bezpośrednio odpowiada na pytanie, czy technologia BioZ działa w grupach pacjentów, którzy potrzebują jej najbardziej.

Dokładne wskaźniki liczbowe z omawianego badania z 2026 r. nie zostały podane w dostępnych streszczeniach. Wcześniejsze prace tego samego zespołu, oparte na sieciach PINN, wykazały jednak wysoką korelację z pomiarami referencyjnymi: 0,90 dla ciśnienia skurczowego i 0,89 dla rozkurczowego. Modele te z 2023 r. osiągnęły błąd na poziomie 1,3 ± 7,6 mm Hg dla ciśnienia skurczowego i 0,6 ± 6,4 mm Hg dla rozkurczowego . Celem nowego urządzenia jest dorównanie tym wynikom, a nawet ich poprawa, w realnej, nadającej się do noszenia formie.

Potencjał kliniczny i znaki zapytania

Perspektywa ciągłego, bezobsługowego monitorowania hemodynamicznego niesie ze sobą ogromne nadzieje. Urządzenie mogłoby umożliwić wczesne wykrywanie niebezpiecznej niestabilności ciśnienia u pacjentów z grupy ryzyka, wspomagać dostosowywanie dawek leków w czasie rzeczywistym i eliminować tzw. efekt białego fartucha, który zniekształca jednorazowe odczyty .

Mimo to pozostaje kilka ważnych zastrzeżeń. Urządzenie nie uzyskało jeszcze zgody urzędów regulacyjnych, a Uniwersytet Utah – do którego należą prawa własności intelektualnej – prowadzi obecnie wstępne rozmowy licencyjne . Badanie sfinansowały amerykańskie agencje rządowe NSF i NIH, sam uniwersytet oraz firma B‑Secur, Ltd., w której główny autor badania, Benjamin Sanchez Terrones, ma udziały i pełni funkcję kierowniczą . To potencjalny konflikt interesów, który czytelnicy i klinicyści powinni wziąć pod uwagę.

Z technicznego punktu widzenia największa zaleta podejścia opartego na fizyce jest też jego największym wyzwaniem: jakość odtworzonego przebiegu w 100% zależy od tego, jak wiernie model odzwierciedla rzeczywiste zmiany bioimpedancji. Czynniki zewnętrzne, takie jak artefakty ruchowe, poziom nawilżenia skóry czy siła docisku zegarka do nadgarstka, mogą pogarszać jakość sygnału. Kolejne badania będą musiały udowodnić, że system jest tak samo niezawodny w codziennym życiu, jak w warunkach kontrolowanych.

Żadne z dostępnych dziś na rynku urządzeń do noszenia nie oferuje ciągłego pomiaru ciśnienia bez kalibracji i o takiej głębokości hemodynamicznej. Jeśli zespołowi z Utah uda się pokonać drogę od laboratoryjnego prototypu do gotowego produktu, znajomy mankiet może w końcu zacząć wyglądać jak relikt minionej epoki medycyny.