Кровяное 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 сжимаются 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 можно удобно носить на запястье в течение нескольких часов и которая обеспечивает непрерывное измерение артериального давления с точностью, превышающей почти все доступные варианты на рынке сегодня.

"Кровяное давление - самый важный жизненный показатель, который вы можете измерить, но методы, позволяющие сделать это за пределами клиники пассивно, без манжеты, очень ограничены", - сказал Дежи Акинванде, профессор кафедры электротехники и вычислительной техники Калифорнийского университета в Остине и один из соруководителей исследования. проект, который задокументирован в новой статье, опубликованной сегодня в журнале Nature Nanotechnology.

Высокое кровяное давление может привести к серьезным заболеваниям сердца, если его не лечить. Это может быть трудно зафиксировать с помощью традиционной проверки артериального давления, потому что она измеряет только момент времени, единственную точку данных.

"Проведение нечастых измерений артериального давления имеет много ограничений, и это не дает точного представления о том, как функционирует наш организм", - сказал Рузбех Джафари, профессор биомедицинской инженерии, компьютерных наук и электротехники в Texas A & M и другой соруководитель проекта.

Непрерывный мониторинг электронной татуировки позволяет измерять кровяное давление в любых ситуациях: во время сильного стресса, во время сна, физических упражнений и т.д. Он может выполнять тысячи измерений больше, чем любое другое устройство на сегодняшний день.

В последние годы мобильный мониторинг состояния 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, проходящих через кожу.

Однако ведущие 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, основанные на освещении, могут давать сбои у людей с более темным оттенком кожи и / или большими запястьями.

Графен - один из самых прочных и тонких материалов из существующих, и он является ключевым компонентом электронной татуировки. Он похож на графит, содержащийся в карандашах, но атомы точно расположены тонкими слоями.

Электронные татуировки имеют смысл в качестве средства для мобильного мониторинга артериального давления, потому что они находятся в липком, эластичном материале, окружающем датчики, который удобно носить в течение длительного времени и не скользит.

"Датчик для татуировки невесомый и ненавязчивый. Вы кладете его туда. Вы даже не видите его, и он не двигается", - сказал Джафари. "Вам нужно, чтобы датчик оставался на одном и том же месте, потому что, если вы случайно переместите его, измерения будут другими".

Устройство проводит свои измерения, посылая электрический ток в кожу, а затем анализируя реакцию организма, которая известна как биоимпеданс. Существует корреляция между биоимпедансом и изменениями кровяного давления, которая связана с изменениями объема крови. Однако корреляция не особенно очевидна, поэтому команде пришлось создать модель машинного обучения для анализа связи, чтобы получить точные показания артериального давления.

По словам Джафари, в медицине мониторинг артериального давления без манжеты - это "святой грааль", но на рынке пока нет жизнеспособного решения. Это часть более масштабного стремления в медицине использовать технологии для отвязки пациентов от машин, собирая при этом больше данных, где бы они ни находились, позволяя им переходить из палаты в палату, из клиники в клинику и при этом получать индивидуальную помощь.

"Все эти данные могут помочь создать цифрового двойника для моделирования человеческого тела, чтобы предсказать и показать, как оно может реагировать и реагировать на лечение с течением времени", - сказал Акинванде.

ИСТОЧНИК