Исследователи из США разработали электронную татуировку, удобно носимую на запястье, которая обеспечивает непрерывные измерения артериального давления с очень высокой точностью. Об этом сообщает портал SciTechDaily. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Артериальное давление является одним из наиболее важных показателей здоровья сердца, но его трудно часто и с высокой степенью точности измерять вне клинических условий. На протяжении десятилетий основным инструментом медиков были и остаются устройства на основе манжеты, которые стягиваются вокруг руки для получения показаний.
Но теперь исследователи из Техасского университета в Остине (UT Austin) и Техасского университета A&M (Texas A&M) разработали электронную татуировку, которую можно удобно носить на запястье в течение нескольких часов и которая обеспечивает непрерывные измерения артериального давления с точностью, превышающей почти все доступные на сегодня коммерческие варианты.
«Артериальное давление – это один из самых жизненно важных показателей здоровья, который часто требуется измерять, но методы пассивного измерения вне клиники, без манжеты, очень ограничены», – отметил Деджи Акинванде, профессор кафедры электротехники и вычислительной техники UT Austin и один из соруководителей проекта.
Следует учесть, что повышенное кровяное давление может привести к серьезным сердечным заболеваниям, если его не лечить. Причем его может быть трудно зафиксировать с помощью традиционной проверки артериального давления, поскольку она выдает только одномоментные данные.
«Относительно редкие по частоте измерения артериального давления имеют много ограничений и не дают представления о том, как именно функционирует наш организм», – отметил Рузбех Джафари, профессор биомедицинской инженерии, информатики и электротехники в Texas A&M и второй соруководитель. проекта.
Непрерывный мониторинг при помощи электронной татуировки позволяет измерять артериальное давление в любых ситуациях: во время сильного стресса, во время сна, занятий спортом и т. д. Таким образом, стало возможным проводить на несколько порядков больше измерений, чем это делает любое другое подобное устройство из существующих.
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 даже наиболее передовые смарт-часы еще не способны обеспечить надежный мониторинг артериального давления. Это связано прежде всего с тем, что часы скользят по запястью и носятся, как правило, далеко от артерий, что не дает возможности получать точные показания. И другие методы измерений – на основе световых лучей – могут давать сбои у людей с более темным оттенком кожи и/или большими запястьями.
Электронные татуировки дают преимущество 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. Ключевым ингредиентом разработанных электронных татуировок является графен – один из самых прочных и тонких среди всех существующих материалов.
Сенсор для тату – невесомый и малозаметный. Важно, что датчик постоянно остается на одном и том же месте, что и обеспечивает высочайшую точность измерений.
Устройство производит измерения, посылая электрический ток в кожу, а затем анализирует реакцию организма, известную как биоимпеданс. Существует устойчивая зависимость между биоимпедансом и изменениями артериального давления, связанная с изменениями объема крови, но она не особенно ярко выражена. Поэтому команде ученых пришлось создать модель машинного обучения для анализа и получения точных показаний артериального давления.
Для будущего медицины мобильный и высокоточный мониторинг артериального давления без манжеты открывает новые перспективы. Это способствует стремлению более масштабно использовать технологии, чтобы отвязать пациентов от стационарного оборудования и собирать о них больше данных, где бы те ни находились, чтобы обеспечивать персонализированные врачебные рекомендации.
«Мобильный мониторинг ключевых данных о состоянии организма способен помочь создать «цифрового двойника» для моделирования конкретного человеческого тела, чтобы предсказать и показать, как он может реагировать на лечение с течением времени», – отметил Акинванде.