Во время операции анестезиолог смотрит на экран, где бегут кривые давления и пульса. Но за этими линиями прячутся ещё несколько величин: насколько сосуды сжимаются, как быстро кровь течёт, насколько упруги стенки артерий. Точные приборы для их измерения вводят только в самых тяжёлых случаях, потому что это рискованно — игла в артерии, катетер в сердце.
Учёные предложили систему HIPNO, которая по обычным сигналам — пульсу, давлению на руке, кардиограмме — восстанавливает скрытые параметры кровотока. Сложность в том, что разные сочетания потока, сопротивления и упругости сосудов могут давать одинаковое давление. Как если бы вы слышали одну и ту же мелодию, сыгранную на разных инструментах. HIPNO учится различать эти инструменты, опираясь на физику кровообращения. Она находит три ключевые координаты: насколько быстро кровь затухает в сосудах, как соотносятся поток и упругость, и характеристическое сопротивление артерий.
На данных почти миллиона измерений у 2562 пациентов HIPNO предсказала скорость затухания пульсовой волны на 32% точнее, чем простые методы, и при этом не потеряла точность в оценке среднего давления. Более того, если мысленно изменить один параметр, например, увеличить сопротивление сосудов, система реагирует ожидаемо в 90% случаев — это значит, что она действительно разделила скрытые факторы, а не просто запомнила кривые. Такое разделение открывает путь к неинвазивной оценке сердечного выброса и других важных показателей.
Скорость пульсовой волны у человека около 5–10 метров в секунду, что сравнимо со скоростью гепарда в рывке.