Blutdruck e-Tattoo verspricht eine kontinuierliche, mobile Überwachung

Der Blutdruck ist einer der wichtigsten Indikatoren für die Herzgesundheit, aber es ist schwierig, ihn außerhalb eines klinischen Umfelds häufig und zuverlässig zu messen. Seit Jahrzehnten sind manschettenbasierte Geräte, die sich um den Arm zusammenziehen, um eine Messung zu ermöglichen, der Goldstandard. Aber jetzt haben Forscher der University of Texas at Austin und der Texas A&M University ein elektronisches Tattoo entwickelt, das stundenlang bequem am Handgelenk getragen werden kann und kontinuierliche Blutdruckmessungen mit einer Genauigkeit liefert, die fast alle heute auf dem Markt verfügbaren Optionen übertrifft.

„Blutdruck ist das wichtigste Vitalzeichen, das man messen kann, aber die Methoden, ihn außerhalb der Klinik passiv und ohne Manschette zu messen, sind sehr begrenzt“, sagte Deji Akinwande, Professor an der Fakultät für Elektrotechnik und Computertechnik der UT Austin und einer der Co-Leiter des Projekts, das in einem neuen Papier dokumentiert ist, das heute in veröffentlicht wurde Natur Nanotechnologie.

Hoher Blutdruck kann unbehandelt zu schweren Herzerkrankungen führen. Es kann schwierig sein, ihn mit einer herkömmlichen Blutdruckmessung zu erfassen, da dieser nur einen Moment misst, einen einzelnen Datenpunkt.

„Seltsame Blutdruckmessungen haben viele Einschränkungen und geben keinen Einblick in die genaue Funktionsweise unseres Körpers“, sagte Roozbeh Jafari, Professor für Biomedizintechnik, Informatik und Elektrotechnik bei Texas A&M und der andere Co-Leiter von das Projekt.

Die kontinuierliche Überwachung des E-Tattoos ermöglicht Blutdruckmessungen in allen möglichen Situationen: in Zeiten hoher Belastung, beim Schlafen, beim Sport usw. Es kann Tausende von Messwerten liefern, mehr als jedes Gerät bisher.

Die mobile Gesundheitsüberwachung hat in den letzten Jahren vor allem durch Technologien wie Smartwatches große Sprünge gemacht. Diese Geräte verwenden metallische Sensoren, die Messwerte basierend auf LED-Lichtquellen erhalten, die durch die Haut scheinen.

Führende Smartwatches sind jedoch noch nicht bereit für die Blutdruckmessung. Das liegt daran, dass die Uhren am Handgelenk herumrutschen und möglicherweise weit von den Arterien entfernt sind, was es schwierig macht, genaue Messwerte zu liefern. Und die lichtbasierten Messungen können bei Menschen mit dunkleren Hauttönen und/oder größeren Handgelenken ins Stocken geraten.

Graphen ist eines der stärksten und dünnsten Materialien, die es gibt, und es ist ein wichtiger Bestandteil des E-Tattoos. Es ähnelt Graphit in Bleistiften, aber die Atome sind präzise in dünnen Schichten angeordnet.

E-Tattoos sind als Vehikel für die mobile Blutdruckmessung sinnvoll, weil sie in einem klebrigen, dehnbaren Material sitzen, das die Sensoren umhüllt, das lange angenehm zu tragen ist und nicht herumrutscht.

„Der Sensor für das Tattoo ist schwerelos und unauffällig. Sie platzieren ihn dort. Sie sehen ihn nicht einmal und er bewegt sich nicht“, sagte Jafari. „Der Sensor muss an der gleichen Stelle bleiben, denn wenn Sie ihn bewegen, werden die Messungen unterschiedlich sein.“

Das Gerät nimmt seine Messungen vor, indem es einen elektrischen Strom in die Haut schießt und dann die Reaktion des Körpers analysiert, die als Bioimpedanz bekannt ist. Es besteht eine Korrelation zwischen Bioimpedanz und Blutdruckänderungen, die mit Änderungen des Blutvolumens zu tun hat. Die Korrelation ist jedoch nicht besonders offensichtlich, daher musste das Team ein maschinelles Lernmodell erstellen, um die Verbindung zu analysieren und genaue Blutdruckmesswerte zu erhalten.

In der Medizin sei die manschettenlose Blutdruckmessung der „Heilige Gral“, sagte Jafari, aber es gebe noch keine praktikable Lösung auf dem Markt. Es ist Teil eines größeren Vorstoßes in der Medizin, Technologie einzusetzen, um Patienten von Maschinen zu lösen und gleichzeitig mehr Daten zu sammeln, wo immer sie sich befinden, sodass sie von Raum zu Raum, von Klinik zu Klinik gehen und dennoch eine personalisierte Versorgung erhalten.

„All diese Daten können dazu beitragen, einen digitalen Zwilling zu erstellen, um den menschlichen Körper zu modellieren, um vorherzusagen und zu zeigen, wie er im Laufe der Zeit auf Behandlungen reagieren und darauf reagieren könnte“, sagte Akinwande.