Democratizing blood pressure monitoring

Complications from high blood pressure kill 10 million people a year. Studies show that while control has plateaued in developed countries, in the developing world prevalence continues to grow while awareness remains low. As early detection is essential, more accessible and frequent monitoring is now seen as vital. What if it were possible to put control in individuals’ hands by turning a smartphone into an accurate blood pressure monitor? Swiss physician Professor Patrick Schoettker asked that question to CSEM.

Démocratiser la surveillance
de la pression sanguine

Les complications qu’entraîne l’hypertension tuent 10 millions de personnes chaque année. Pourtant, des études démontrent que si la situation s’est stabilisée dans les pays développés, la prévalence de ces affections continue de croître dans les pays en développement, tandis que la population reste peu informée. Parce qu’une détection précoce est cruciale, une surveillance plus accessible et plus fréquente est indispensable. Imaginez un système qui permettrait à toutes et tous d’avoir en main les outils de cette surveillance, grâce à un smartphone capable de mesurer la pression artérielle avec précision. C’est l’idée que le professeur Patrick Schoettker, médecin suisse, a proposée au CSEM.

Le CSEM a contribué à optimiser l’optique et la puissance de calcul des smartphones, en développant une technique d’analyse optique de l’onde de pouls qui puisse mesurer la pression artérielle. Il a également conçu un algorithme basé sur des données physiologiques en utilisant des méthodes d’apprentissage profond. Commercialisée par Biospectal, l’application OptiBP permet ainsi une mesure et un enregistrement instantanés de la pression artérielle par simple contact du doigt sur la caméra d’un smartphone. OptiBP est ce que l’on appelle un SAMD (Software As a Medical Device, logiciel utilisé comme dispositif médical) qui permet aux patientes et patients de transmettre en toute simplicité les données au corps médical. Cette application pourrait révolutionner le traitement de l’hypertension et la recherche associée dans le monde entier.

Demokratisierung der Blutdruckmessung

Jährlich sterben 10 Millionen Menschen an Komplikationen im Zusammenhang mit Bluthochdruck. Studien zeigen, dass die Kontrolle des Bluthochdrucks in den Industrienationen ein Plateau erreicht hat. In den Entwicklungsländern wird dies allerdings zu einem immer grösseren Problem und die Bevölkerung ist sich dessen noch nicht bewusst. Die Früherkennung ist sehr wichtig und die einfachere und häufigere Kontrolle ist heute unerlässlich. Was wäre, wenn die Menschen es selbst in der Hand hätten und wenn man das Smartphone in ein präzises Blutdruckmessgerät verwandeln könnte? Der schweizerische Arzt Dr. Patrick Schoettker, Professor der Medizin, ist mit dieser Idee zum CSEM gekommen.

Das CSEM optimierte die optische Pulswellenanalyse mithilfe von Deep-Learning-Methoden und einem physiologischen Modell, indem die Algorithmen den optischen Fähigkeiten und der Rechenleistung der Smartphones angepasst wurden. Mit der OptiBP-App, die von Biospectal vertrieben wird, kann man den Blutdruck in Echtzeit kontrollieren und aufzeichnen, indem man eine Fingerspitze auf die Kamera legt. OptiBP ist eine «Software als Medizinprodukt» (SAMD) mit einer nahtlosen Verbindung zwischen ÄrztInnen und NutzerInnen. Es kann die Behandlung von Bluthochdruck und die weltweite Forschung revolutionieren.

CSEM has a fantastic understanding and knowledge of using optical systems to measure vital signs, and bringing this know-how into our use case allowed us to make huge improvements in our OptiBP software—and in the global management of hypertension.

Professor Patrick Schoettker
Chief Medical Advisor • Biospectal

Web exclusive

“As a physician I identify problems and understand the needs of patients and try to make correlations between these and technical possibilities. CSEM and its engineers have many solutions. Together, CSEM and Biospectal are making magic!”

Professor Patrick Schoettker, Chief Medical Advisor, Biospectal

Illuminating idea

Rising to the challenge, CSEM enhanced its pulse wave measurement technology, which works by illuminating blood vessels under the skin to allow analysis of the pulse wave and the decoding of blood pressure. “We first developed this technology 10 years ago and have been finding new applications as our knowledge and processing capabilities have increased,” explains CSEM’s Jens Krauss. “For this application, we had to find a way of increasing the signal strength and adapting the physiological model in order to meet medical norms.”

 

“Democratizing and providing easy access to blood pressure monitoring to people worldwide enables improved treatment and positively impacts medical outcomes. OptiBP is a prime example of the broader transition toward remote patient monitoring, which transfers clinical functions and capability from the professional setting to a very different point of care—patients’ homes.”

Eliott Jones, CEO, Biospectal

Physiological model

CSEM also developed the algorithm applied to the pulse wave signals to determine blood pressure. “The challenge here is that the algorithm has to cover all cases, from people with hypertensive conditions to those with diabetes or on medication,” says Krauss. Working with physicians at Lausanne University Hospital and large-scale clinical study data captured from patients’ arterial line samples, CSEM applied its deep learning methods to optimize the model’s physiological parameters and refine the new algorithm.

Global impact

CSEM’s contributions enabled start-up Biospectal to maximize the smartphone optics and computational power of its OptiBP app and data platform. The app allows instantaneous blood pressure tracking and recording by the user simply placing his or her fingertip on a smartphone camera lens. As certified “software as a medical device” (SAMD) that offers seamless connection to users’ clinicians and no need for extra hardware or wearables, it has the potential to revolutionize hypertension treatment and research worldwide. OptiBP is due to be launched worldwide in 2021.

Biospectal is making instant, ubiquitous, and accurate remote blood pressure monitoring and management a reality. Simply by placing a finger on the smartphone camera, anyone can transform their phone into a medical grade blood pressure monitor including data integration with the clinical care regimen – any time, anywhere in the world.

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