Kredit:University of Texas i Austin
Blodtrycket är en av de viktigaste indikatorerna på hjärthälsa, men det är svårt att ofta och tillförlitligt mäta utanför en klinisk miljö. I decennier har manschettbaserade enheter som drar ihop sig runt armen för att ge en avläsning varit guldstandarden. Men nu har forskare vid University of Texas i Austin och Texas A&M University utvecklat en elektronisk tatuering som kan bäras bekvämt på handleden i timmar och leverera kontinuerliga blodtrycksmätningar med en noggrannhetsnivå som överstiger nästan alla tillgängliga alternativ på marknaden idag.
"Blodtrycket är det viktigaste vitala tecknet du kan mäta, men metoderna för att göra det utanför kliniken passivt, utan manschett, är mycket begränsade", säger Deji Akinwande, professor vid institutionen för elektro- och datateknik vid UT Austin och en av medledarna för projektet, vilket dokumenteras i en ny artikel som publicerades idag i Nature Nanotechnology .
Högt blodtryck kan leda till allvarliga hjärtsjukdomar om de inte behandlas. Det kan vara svårt att fånga med en traditionell blodtryckskontroll eftersom den bara mäter ett ögonblick i tiden, en enda datapunkt.
"Att ta sällsynta blodtrycksmätningar har många begränsningar, och det ger inte insikt om exakt hur vår kropp fungerar", säger Roozbeh Jafari, professor i biomedicinsk teknik, datavetenskap och elektroteknik vid Texas A&M och den andra medledaren för projektet.
Den kontinuerliga övervakningen av e-tatueringen möjliggör blodtrycksmätningar i alla typer av situationer:vid tider av hög stress, när du sover, tränar, etc. Den kan leverera tusentals mätningar mer än någon annan enhet hittills.
Mobil hälsoövervakning har tagit stora steg de senaste åren, främst på grund av teknik som smarta klockor. Dessa enheter använder metalliska sensorer som får avläsningar baserade på LED-ljuskällor som lyser genom huden.
Men ledande smartklockor är ännu inte redo för blodtrycksövervakning. Det beror på att klockorna glider runt på handleden och kan vara långt från artärer, vilket gör det svårt att leverera korrekta avläsningar. Och de ljusbaserade måtten kan vackla hos personer med mörkare hudtoner och/eller större handleder.
Grafen är ett av de starkaste och tunnaste materialen som finns, och det är en nyckelingrediens i e-tatueringen. Det liknar grafit som finns i pennor, men atomerna är exakt ordnade i tunna lager.
E-tatueringar är vettiga som ett medel för mobil blodtrycksövervakning eftersom de sitter i ett klibbigt, stretchigt material som omsluter sensorerna som är bekvämt att bära under långa perioder och som inte glider runt.
"Sensorn för tatueringen är viktlös och diskret. Du placerar den där. Du ser den inte ens och den rör sig inte," sa Jafari. "Du behöver att sensorn stannar på samma plats för om du råkar flytta runt den kommer mätningarna att bli annorlunda."
Enheten tar sina mätningar genom att skjuta in en elektrisk ström i huden och sedan analysera kroppens respons, som kallas bioimpedans. Det finns ett samband mellan bioimpedans och förändringar i blodtrycket som har att göra med blodvolymförändringar. Korrelationen är dock inte särskilt uppenbar, så teamet var tvunget att skapa en maskininlärningsmodell för att analysera kopplingen för att få exakta blodtrycksavläsningar.
Inom medicin är manschettlös blodtrycksövervakning den "heliga gralen", sa Jafari, men det finns inte en hållbar lösning på marknaden ännu. Det är en del av en större satsning inom medicin att använda teknik för att frigöra patienter från maskiner samtidigt som man samlar in mer data var de än befinner sig, så att de kan gå från rum till rum, klinik till klinik och ändå få personlig vård.
"Alla dessa data kan hjälpa till att skapa en digital tvilling för att modellera människokroppen, för att förutsäga och visa hur den kan reagera och svara på behandlingar över tid," sa Akinwande. + Utforska vidare
