Blutdruckmessung: 77,5 Prozent erhielten per App zu niedrige Werte

Die zuverlässige Erfassung des Blutdrucks stellt hohe Anforderungen an die elektronische Signalverarbeitung. Bei oszillometrischen Blutdruckmessgeräten beträgt das primäre pulsoszillometrische Signal lediglich wenige Millimeter Quecksilbersäule (mmHg).

In elektrische Spannung umgesetzt entspricht dies einem Bereich von lediglich einigen zehn bis hundert Mikrovolt (µV). Um derart geringe Spannungsänderungen präzise zu erfassen, benötigen Entwickler eine hohe effektive Auflösung (ENOB) des Analog-Digital-Wandlers (ADC).

Signalverarbeitung und Schaltungsdesign im ADC-Bereich

Zur Erreichung der notwendigen Auflösung setzen Hersteller auf Verfahren wie die Überabtastung (Oversampling). Dabei erfordert jedes zusätzliche Bit an Auflösung eine vierfache Überabtastung.

Bei einem 12-Bit-ADC lässt sich so eine effektive Auflösung von 14 Bit erzielen, indem eine 16-fache Überabtastung bei einer Abtastrate von 1,6 Kilohertz (kHz) genutzt wird, um eine Ausgaberate von 100 Hertz (Hz) zu erreichen. Vor dem Oversampling empfiehlt sich zudem ein Dithering von 0,5 bis 1 Least Significant Bit (LSB).

Ebenso entscheidend ist die kontinuierliche Systemkalibrierung: Sowohl der Offset am Nullpunkt als auch die Verstärkung (Gain) über die Referenzspannung müssen kompensiert werden. Hierzu dient eine Laufzeit-Nullkalibrierung, die ausgeführt wird, wenn der Manschettendruck genau 0 mmHg beträgt.

Auf Hardware-Ebene verlangt das Leiterplattendesign (PCB) eine strikte Trennung von analoger und digitaler Masse mit Verbindung über einen Sternpunkt, eine Entkopplung mittels Kondensatoren von 0,1 Mikrofarad (µF) kombiniert mit 10 µF sowie differentielle Sensorleitungen.

Zu den typischen Störquellen im System zählen thermische Driften, elektronisches Rauschen, Nullpunkt-Offsets sowie Störungen durch integrierte Pumpmotoren.

Klinische Validierung und medizinische Standards

Die reine FDA-Freigabe stellt laut der American Medical Association (AMA) keine klinische Validierung dar. Eine formelle Validierung erfordert unabhängige Tests an Probanden nach anerkannten Protokollen, etwa dem Standard ANSI/AAMI/ISO 81060-2. Eine solche Prüfung ist stets spezifisch für das jeweilige Modell, die verwendete Manschette und die getestete Population.

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Die Organisation ValidateBP, die von der AMA gemeinsam mit dem NORC an der University of Chicago betrieben wird, listet entsprechend geprüfte Geräte inklusive Angaben zu Manschettengrößen, Validierungsprotokollen, Populationen und Schnittstellen.

Die American Heart Association (AHA) empfiehlt vorrangig Oberarm-Manschetten. Zudem spricht sich die AHA/ACC-Leitlinie von 2025 gegen den Einsatz manschettenloser Geräte für die Diagnose und das klinische Management aus. Laut der US-Gesundheitsbehörde CDC leidet fast die Hälfte der Erwachsenen in den USA an Bluthochdruck, wobei die Erkrankung nur bei etwa einer von vier Personen unter Kontrolle ist.

Modellprofile, Manschettengrößen und Fehlerquellen

Auf dem Markt erfüllen etablierte Marken wie Omron, Panasonic und A&D die Vorgaben der ISO 81060-2:2018. Während Omron-Geräte häufig über Speicher für bis zu 99 Messwerte verfügen und für zwei Nutzer ausgelegt sind, setzen Panasonic-Modelle auf eine sanfte Inflation. A&D fokussiert sich auf Präzision und Datenaufzeichnung.

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Für den professionellen Einsatz ist das Welch Allyn ProBP 3400 konzipiert: Das 1,6 Kilogramm schwere Gerät mit den Abmessungen 22,5 × 47,8 × 12,5 Zentimeter nutzt die sogenannte SureBP-Technologie für Messungen innerhalb von 15 Sekunden, besitzt eine AAMI- sowie BHS A/A-Zertifizierung, verfügt über einen Lithium-Ionen-Akku für 100 Messungen und lässt sich via USB in elektronische Patientenakten einbinden.

Für korrekte Ergebnisse ist die Manschettengröße ausschlaggebend: Standardmanschetten sind für einen Armumfang von 22 bis 32 Zentimetern ausgelegt, während Modelle wie die Tenovi Gen 3 Bereiche von 15 bis 52 Zentimetern abdecken.

Nach Angaben der Mayo Clinic sollte der aufblasbare Teil 75 bis 100 Prozent des Oberarmumfangs umfassen. Unpassende Manschetten, Sprechen, Zähnebeißen oder eine falsche Positionierung – zu tief führt zu überhöhten, zu hoch zu niedrigen Messwerten – verfälschen die Werte.

Smartphone-basierte Messmethoden zeigen demgegenüber deutliche Schwächen: Eine Studie der Johns Hopkins University School of Medicine aus dem Jahr 2016 wies nach, dass eine entsprechende App bei 77,5 Prozent der Bluthochdruckpatienten zu niedrige Werte anzeigte, mit mittleren Abweichungen von über 12 mmHg systolisch und über 10 mmHg diastolisch.

Für die App OptiBP von Biospectal, die Messungen per Fingerabdruck und Kamera vornimmt, betont der Hersteller die Einhaltung regulatorischer Anforderungen, während Berichte des Deutschlandfunk Nova auf eine dünne Präzisionsdatenlage hinweisen. Die ambulante 24-Stunden-Blutdruckmessung (ABPM) gilt unverändert als Goldstandard.