e-Tattoo υπόσχεται συνεχή, φορητή παρακολούθηση της αρτηριακής πίεσης

Η αρτηριακή πίεση είναι ένας από τους πιο σημαντικούς δείκτες της υγείας της καρδιάς, αλλά είναι δύσκολο να μετρηθεί συχνά και αξιόπιστα εκτός κλινικού περιβάλλοντος. Για δεκαετίες, οι κλασσικές συσκευές ήταν η νόρμα. Αλλά τώρα, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Όστιν και στο Πανεπιστήμιο του Τέξας A&M ανέπτυξαν ένα ηλεκτρονικό τατουάζ που μπορεί να φορεθεί άνετα στον καρπό για ώρες και να προσφέρει συνεχείς μετρήσεις αρτηριακής πίεσης σε επίπεδο ακρίβειας που ξεπερνά σχεδόν όλες τις διαθέσιμες επιλογές στην αγορά σήμερα.

«Η αρτηριακή πίεση είναι το πιο σημαντικό ζωτικό σημάδι που μπορείτε να μετρήσετε, αλλά οι μέθοδοι για να το κάνετε έξω από την κλινική παθητικά, χωρίς πιεσόμετρο, είναι πολύ περιορισμένες», δήλωσε ο Deji Akinwande, καθηγητής στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών στο UT. Austin και ένας από τους υπεύθυνους του έργου, το οποίο τεκμηριώνεται σε μια νέα εργασία που δημοσιεύτηκε σήμερα στο Nature Nanotechnology.

Η συνεχής παρακολούθηση του e-tattoo επιτρέπει μετρήσεις της αρτηριακής πίεσης σε κάθε είδους καταστάσεις: σε περιόδους υψηλού στρες, κατά τον ύπνο, την άσκηση κ.λπ. Μπορεί να προσφέρει χιλιάδες μετρήσεις περισσότερες από οποιαδήποτε συσκευή μέχρι στιγμής.

Η παρακολούθηση της υγείας από κινητά έχει κάνει μεγάλα άλματα τα τελευταία χρόνια, κυρίως λόγω τεχνολογίας όπως τα έξυπνα ρολόγια. Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν μεταλλικούς αισθητήρες που λαμβάνουν μετρήσεις με βάση τις πηγές φωτός LED που διαπερνούν το δέρμα.

Ωστόσο, τα κορυφαία έξυπνα ρολόγια δεν είναι ακόμη έτοιμα για παρακολούθηση της αρτηριακής πίεσης. Αυτό συμβαίνει επειδή τα ρολόγια γλιστρούν στον καρπό και μπορεί να είναι μακριά από τις αρτηρίες, καθιστώντας δύσκολη την παροχή ακριβών μετρήσεων. Και οι μετρήσεις που βασίζονται στο φως μπορεί να μην είναι ακριβείς σε άτομα με πιο σκούρες αποχρώσεις δέρματος και/ή μεγαλύτερους καρπούς.

Το γραφένιο είναι ένα από τα ισχυρότερα και λεπτότερα υλικά που υπάρχουν και είναι βασικό συστατικό του e-tattoo. Είναι παρόμοιο με τον γραφίτη που βρίσκεται στα μολύβια, αλλά τα άτομα είναι διατεταγμένα με ακρίβεια σε λεπτά στρώματα.

Τα ηλεκτρονικά τατουάζ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για φορητή παρακολούθηση της αρτηριακής πίεσης επειδή βρίσκονται σε ένα κολλώδες, ελαστικό υλικό που περικλείει τους αισθητήρες που φοριούνται άνετα για μεγάλες περιόδους και δεν γλιστράει.

«Ο αισθητήρας για το τατουάζ είναι ελαφρύς και διακριτικός. Το τοποθετείς εκεί. Δεν το βλέπεις καν και δεν κινείται», είπε ο Τζαφάρι. «Χρειάζεστε τον αισθητήρα να μείνει στο ίδιο μέρος γιατί αν τύχει να τον μετακινήσετε, οι μετρήσεις θα είναι διαφορετικές».

Η συσκευή λαμβάνει τις μετρήσεις της διοχετεύοντας ηλεκτρικό ρεύμα στο δέρμα και στη συνέχεια αναλύοντας την απόκριση του σώματος, η οποία είναι γνωστή ως βιοσύνθετη αντίσταση. Υπάρχει μια συσχέτιση μεταξύ βιοεμπέδησης και μεταβολών της αρτηριακής πίεσης που έχει να κάνει με τις αλλαγές του όγκου του αίματος. Ωστόσο, η συσχέτιση δεν είναι ιδιαίτερα προφανής, επομένως η ομάδα έπρεπε να δημιουργήσει ένα μοντέλο μηχανικής μάθησης για να αναλύσει τη σύνδεση για να λάβει ακριβείς μετρήσεις της αρτηριακής πίεσης.

Στην ιατρική, η παρακολούθηση της αρτηριακής πίεσης χωρίς πιεσόμετρα είναι το «ιερό δισκοπότηρο», είπε ο Jafari, αλλά δεν υπάρχει ακόμη βιώσιμη λύση στην αγορά. Αποτελεί μέρος μιας μεγαλύτερης ώθησης στην ιατρική για τη χρήση τεχνολογίας για την αποσύνδεση των ασθενών από μηχανήματα, ενώ συγκεντρώνονται περισσότερα δεδομένα όπου κι αν βρίσκονται, επιτρέποντάς τους να πηγαίνουν από δωμάτιο σε δωμάτιο, κλινική σε κλινική και να λαμβάνουν εξατομικευμένη φροντίδα.

«Όλα αυτά τα δεδομένα μπορούν να βοηθήσουν στη δημιουργία ενός ψηφιακού δίδυμου για να μοντελοποιήσει το ανθρώπινο σώμα, να προβλέψει και να δείξει πώς μπορεί να αντιδράσει και να ανταποκριθεί στις θεραπείες με την πάροδο του χρόνου», είπε ο Akinwande.

Τα μέλη της ομάδας στο έργο περιλαμβάνουν τους Dmitry Kireev και Neelotpala Kumar του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών στο UT Austin. Kaan Sel και Bassem Ibrahim του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών στο Texas A&M; και Ali Akbari του Τμήματος Βιοϊατρικής Μηχανικής στο Texas A&M. Η έρευνα υποστηρίχθηκε από επιχορηγήσεις από το Γραφείο Ναυτικών Ερευνών, το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών και τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας.