Ученые из Техасских университетов в Остине и M&A разработали татуировку-микросхему (e-tattoo) для измерения кровеносного давления человека

Артериальное давление является одним из наиболее важных показателей здоровья сердца, но его трудно часто и надежно измерять вне клинических условий. На протяжении десятилетий устройства на основе манжеты, которые стягиваются вокруг руки для получения показаний, были золотым стандартом. Но теперь исследователи из Техасского университета в Остине и Техасского университета A&M разработали электронную татуировку, которую удобно носить на запястье в течение нескольких часов и которая обеспечивает непрерывные измерения артериального давления с уровнем точности, превышающим сегодня почти все доступные варианты, имеющиеся на рынке.

Артериальное давление является одним из наиболее важных показателей здоровья сердца, но его трудно часто и надежно измерять вне клинических условий. На протяжении десятилетий устройства на основе манжеты, которые стягиваются вокруг руки для получения показаний, были золотым стандартом. Но теперь исследователи из Техасского университета в Остине и Техасского университета A&M разработали электронную татуировку, которую удобно носить на запястье в течение нескольких часов и которая обеспечивает непрерывные измерения артериального давления с уровнем точности, превышающим сегодня почти все доступные варианты, имеющиеся на рынке.

«Артериальное давление — самый важный жизненно важный показатель, который вы можете измерить, но методы пассивного измерения вне клиники, без манжеты, очень ограничены», — сказал Деджи Акинванде, профессор кафедры электротехники и вычислительной техники UT. Остин - один из соруководителей проекта, материалы которого опубликованы в Nature Nanotechnology.
Высокое кровяное давление может привести к серьезным сердечным заболеваниям, если его не лечить. Высокое давление трудно порой зафиксировать с помощью традиционной проверки артериального давления, потому что оно измеряется только в конкретный момент времени.

«Редкие измерения артериального давления имеют много ограничений и не дают представления о том, как именно функционирует наш организм», — сказал Рузбех Джафари, профессор биомедицинской инженерии, информатики и электротехники в Техасском университете A&M.

Непрерывный мониторинг электронной татуировки позволяет измерять артериальное давление в любых ситуациях: во время сильного стресса, во время сна, занятий спортом и т. д. Он может выполнять на тысячи измерений больше, чем любое другое аналогичное устройство.

В последние годы мобильный мониторинг здоровья значительно продвинулся вперед, в первую очередь благодаря таким технологиям, как умные часы. В этих устройствах используются металлические датчики, которые получают показания на основе светодиодных источников света, проникающих сквозь кожу.

Однако современные умные часы еще не готовы к мониторингу артериального давления. Это связано с тем, что часы скользят по запястью и могут находиться далеко от артерий, что затрудняет получение точных показаний. И измерения на основе света могут давать сбои у людей с более темным оттенком кожи и/или большими запястьями.

Графен — один из самых прочных и тонких существующих материалов, и он является ключевым ингредиентом электронных татуировок. Он похож на графит в карандашах, но атомы точно расположены в тонкие слои.
Электронные татуировки имеют смысл в качестве средства мобильного мониторинга артериального давления, потому что они находятся в липком, эластичном материале, в котором заключены датчики, которые удобно носить в течение длительного времени и которые не скользят.

«Сенсор для татуировки невесомый и ненавязчивый. Вы размещаете его там. Вы его даже не видите, и он не двигается», — сказал Джафари. «Вам нужно, чтобы датчик оставался на одном и том же месте, потому что, если вы его переместите, измерения будут другими».

Устройство производит измерения, посылая электрический ток в кожу, а затем анализирует реакцию организма, известную как биоимпеданс. Существует корреляция между биоимпедансом и изменениями артериального давления, связанная с изменениями объема крови. Однако такая корреляция довольно слабая, поэтому команде пришлось создать модель машинного обучения для анализа связи и получения точных показаний артериального давления.

В медицине мониторинг артериального давления без манжеты представляется частью более масштабного направления в медицине по использованию технологий, позволяющих, собирая больше данных, не ограничивать мобильность пациентов.

«Все эти данные могут помочь созданию цифрового двойника для моделирования состояния здоровья человека, чтобы предсказать то, как оно может реагировать на лечение», — сказал Акинванде.

Источник: phys.org

Обновлено: 28.06.2022 — 08:27

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.