Η τοποθέτηση ενος e-Tattoo φέρνει σημαντικές βελτιώσεις στην καρδιακή παρακολούθηση

Μια νέα εύκαμπτη, φορητή ιατρική συσκευή θα μπορούσε να δώσει σημαντική ώθηση στην καταπολέμηση των καρδιακών παθήσεων, της κύριας αιτίας θανάτου στις Ηνωμένες Πολιτείες. Μια ομάδα με επικεφαλής ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Όστιν ανέπτυξε ένα εξαιρετικά λεπτό, ελαφρύ ηλεκτρονικό τατουάζ, ή e-tattoo, που προσαρμόζεται στο στήθος για συνεχή, κινητή παρακολούθηση της καρδιάς εκτός κλινικού περιβάλλοντος. Περιλαμβάνει δύο αισθητήρες που μαζί παρέχουν μια σαφή εικόνα της υγείας της καρδιάς, δίνοντας στους κλινικούς γιατρούς περισσότερες πιθανότητες να εντοπίσουν νωρίς τις κόκκινες σημαίες για καρδιακές παθήσεις.

O Nanshu Lu, καθηγητής στο Τμήμα Αεροδιαστημικής και Μηχανικής Μηχανικής και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης δήλωσε 

Οι περισσότερες καρδιακές παθήσεις δεν είναι πολύ εμφανείς. Η βλάβη γίνεται στο παρασκήνιο και δεν το γνωρίζουμε καν. Αν μπορούμε να έχουμε συνεχή, κινητή παρακολούθηση στο σπίτι, τότε μπορούμε να κάνουμε έγκαιρη διάγνωση και θεραπεία, και αν αυτό μπορεί να γίνει, το 80% των καρδιακών παθήσεων μπορεί να προληφθεί

Η μελέτη δημοσιεύεται στο Advanced Electronic Materials.

Ως συνέχεια ενός προηγούμενου έργου ηλεκτρονικού τατουάζ στο στήθος, αυτή η νέα έκδοση είναι ασύρματη και κινητή, η οποία ενεργοποιείται από μια σειρά μικρών ενεργών κυκλωμάτων και αισθητήρων προσεκτικά τοποθετημένων και συνδεδεμένων με ελαστικές διασυνδέσεις και προσαρμόζεται στο στήθος μέσω ενός ιατρικού επιδέσμου. Οι διαφανείς συσκευές είναι πολύ λιγότερο παρεμβατικές από άλλα συστήματα παρακολούθησης και πιο άνετες για τους ασθενείς. Επί του παρόντος, δεν υπάρχει μια έτοιμη λύση για μακροπρόθεσμη, άνετη παρακολούθηση εκτός του κλινικού περιβάλλοντος. Οι κλινικοί γιατροί μπορούν να κάνουν εξετάσεις στους ασθενείς όταν τους επισκέπτονται, αλλά μπορεί να μην εντοπίσουν κάποια καρδιακά προβλήματα επειδή τα σημάδια της νόσου δεν είναι παρόντα εκείνη τη στιγμή. Το ηλεκτρονικό τατουάζ ζυγίζει μόνο 2,5 γραμμάρια και λειτουργεί με μια μπαταρία στο μέγεθος ενός δεκάλεπτου. Η μπαταρία έχει διάρκεια ζωής πάνω από 40 ώρες και μπορεί εύκολα να αλλαχθεί από τον χρήστη. Παρέχει δύο βασικές μετρήσεις της καρδιάς. Το ηλεκτροκαρδιογράφημα, ή ΗΚΓ, είναι το ηλεκτρικό σήμα από την καρδιά. Και το σεισμοκαρδιογράφημα, ή SCG, είναι το ακουστικό σήμα από την καρδιά που προέρχεται από τις καρδιακές βαλβίδες. Το ΗΚΓ μπορεί να μετρηθεί από κινητές συσκευές, όπως ένα Apple Watch. Και το SCG μπορεί να παρακολουθείται μέσω στηθοσκοπίου. Αλλά δεν υπάρχει καμία λύση για κινητά που να προσεγγίζει ένα στηθοσκόπιο ή να λαμβάνει και τις δύο μετρήσεις. O Nanshu Lu δήλωσε ότι

Αυτές οι δύο μετρήσεις, η ηλεκτρική και η μηχανική, μαζί μπορούν να παρέχουν μια πολύ πιο ολοκληρωμένη και πλήρη εικόνα για το τι συμβαίνει με την καρδιά. Υπάρχουν πολλά περισσότερα χαρακτηριστικά της καρδιάς που θα μπορούσαν να εξαχθούν από τα δύο συγχρονισμένα μετρούμενα σήματα με μη επεμβατικό τρόπο

Η παρακολούθηση αυτών των δύο παραγόντων και ο συγχρονισμός τους καθιστά δυνατή τη μέτρηση των καρδιακών χρονικών διαστημάτων, τα οποία αποτελούν σημαντικό δείκτη καρδιακών παθήσεων και άλλων προβλημάτων. Οι ερευνητές έχουν ήδη δοκιμάσει τη συσκευή σε πέντε υγιείς ασθενείς στο καθημερινό τους περιβάλλον, με χαμηλό ποσοστό σφάλματος στις μετρήσεις σε σύγκριση με τις διαθέσιμες σήμερα επιλογές παρακολούθησης. Το επόμενο βήμα περιλαμβάνει περαιτέρω δοκιμές και επικύρωση των αρχικών αποτελεσμάτων και επέκταση σε διαφορετικούς τύπους ασθενών.

Το έργο αυτό προέκυψε από μια πολυπανεπιστημιακή σύμπραξη ερευνητών που έλαβαν επιχορήγηση το 2021 από το πρόγραμμα ASCENT του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών για τη μελέτη της τεχνολογίας του ηλεκτρονικού τατουάζ στο στήθος. Η Lu και η ομάδα της έχουν βελτιώσει και προσαρμόσει την τεχνολογία e-tattoo για τη μέτρηση πολλαπλών σημείων του σώματος με την πάροδο των ετών, όπως η παλάμη, και διαφορετικών παθήσεων, όπως η πνευμονία. Η ομάδα του προγράμματος αποτελείται από τους Sarnab Bhattacharya και Philip Tan του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Chandra- Alec Alden του Τμήματος Βιοϊατρικής Μηχανικής- Sangjun Kim του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών Walker, Hirofumi Tanaka, Edward Coyle, Jieting Wang και Taha Alhalimi του Τμήματος Κινησιολογίας και Αγωγής Υγείας του Κολλεγίου Παιδαγωγικής- Mohammad Nikbakht και Omer Inan της Σχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Γεωργίας- Pulin Wang της εταιρείας Stretch Med Inc. του Austin.και Animesh Tandon του Παιδιατρικού Ινστιτούτου της Cleveland Clinic Children's.