Następny przełom w dziedzinie ciśnienia krwi: Tymczasowe tatuaże
Natalie Sabin
25 lipca 2022 roku - Naukowcy pracują nad technologią wearable, która ma zrewolucjonizować opiekę zdrowotną, a badacze z University of Texas at Austin oraz Texas A&M University donoszą o wielkim zwycięstwie w dążeniu do jednego, bardzo popularnego celu: nieinwazyjnego rozwiązania do ciągłego monitorowania ciśnienia krwi w domu.
I to nie tylko to, ale to osiągnięcie ma zaskakującą formę tymczasowego tatuażu. Właśnie tak: Takiego, jaki lubią nosić dzieci.
Cienkie, przypominające naklejki noszone elektroniczne tatuaże mogą zapewnić ciągłe, dokładne monitorowanie ciśnienia krwi, donoszą naukowcy w swoim nowym badaniu.
"Dzięki tej nowej technologii będziemy mieli możliwość zrozumienia, jak nasze ciśnienie krwi zmienia się w ciągu dnia. Będziemy mogli określić ilościowo, jak stres wpływa na nas" - mówi dr Roozbeh Jafari, profesor inżynierii biomedycznej, inżynierii elektrycznej i informatyki w Texas A&M i współautor badania.
Ukazanie całego obrazu, a nie tylko kropek
Ciśnieniomierze domowe są dostępne już od wielu lat. Działają one tak samo jak ciśnieniomierze używane przez lekarzy w ich gabinetach: Umieszczasz ramię w mankiecie, naciskasz przycisk, czujesz ścisk na ramieniu i otrzymujesz odczyt.
Podczas gdy wyniki uzyskane tą metodą są dokładne, są one również tylko chwilą w czasie. Nasze ciśnienie krwi może się znacznie różnić w ciągu dnia - szczególnie u osób z nadciśnieniem labilnym, gdzie ciśnienie krwi zmienia się z jednej skrajności na drugą. Dlatego też, patrzenie na odczyty w czasie jest trochę jak skupianie się na kilku kropkach na obrazie punktowym - można przegapić większy obraz.
Lekarze mogą również uznać ciągłe monitorowanie za przydatne do pozbycia się fałszywych odczytów z "zespołu białego fartucha". Zasadniczo oznacza to, że ciśnienie krwi danej osoby wzrasta z powodu niepokoju związanego z wizytą w gabinecie lekarskim, ale nie jest to prawdziwe nadciśnienie.
Najważniejsze: Możliwość ciągłego monitorowania ciśnienia krwi przez wiele godzin, a nawet dni, może zapewnić jaśniejszy i dokładniejszy wgląd w stan zdrowia danej osoby.
Jak działają tatuaże monitorujące stan zdrowia?
Elektroniczne tatuaże do monitorowania zdrowia nie są całkowicie nowe. Dr John A. Rogers z Northwestern University po raz pierwszy przedstawił pomysł monitorowania za pomocą tymczasowych tatuaży 12 lat temu. Niektóre koncepcje, takie jak tatuaże monitorujące promieniowanie UV, zostały już przyjęte przez naukowców i wprowadzone na rynek. Jednak istniejące modele nie nadawały się do monitorowania ciśnienia krwi, jak twierdzi dr Deji Akinwande, profesor inżynierii elektrycznej i komputerowej na Uniwersytecie w Teksasie w Austin i kolejny współautor badania.
"[Tatuaże monitorujące UV] są bardzo grube", mówi. "Tworzą zbyt wiele ruchu, gdy są używane do pomiaru ciśnienia krwi, ponieważ ślizgają się wokół".
Tak więc, zespół badawczy z Teksasu pracował nad opracowaniem opcji, która była smuklejsza i bardziej stabilna.
"Kluczowym składnikiem w e-tatuażach jest grafen", mówi Akinwande.
Grafen to węgiel podobny do tego, który znajduje się w grafitowym ołówku. Materiał ten jest przewodzący, co oznacza, że może przewodzić małe prądy elektryczne przez skórę. W przypadku monitorowania ciśnienia krwi, grafen sprzyja analizie impedancji bioelektrycznej (BIA), która jest podobna do technologii stosowanej w inteligentnych wagach mierzących tkankę tłuszczową.
W przypadku e-tatuaży, cienkie warstwy grafenu przylegają do skóry i nie ślizgają się po niej, pozbywając się "artefaktów", czyli złych danych. Grafenowe e-tatuaże mogą być noszone na skórze przez około tydzień - czyli mniej więcej tak długo, jak uwielbiane przez dzieci tymczasowe tatuaże.
Gdy grafen przechwyci surowe dane, algorytm uczenia maszynowego interpretuje informacje i podaje wyniki w jednostkach używanych do pomiaru ciśnienia krwi: milimetrach rtęci (mmHg), powszechnie określanych jako "punkty" ciśnienia krwi.
Jak dokładne są wyniki? Testy mierzyły ciśnienie krwi w granicach 0,2 ± 5,8 mmHg (skurczowe), 0,2 ± 4,5 mmHg (rozkurczowe) i 0,1 ± 5,3 mmHg (średnie ciśnienie tętnicze). Innymi słowy: Gdyby to był koszykarz strzelający do koszy, zdecydowana większość oddanych strzałów byłaby świstami, a od czasu do czasu kilka trafiłoby w obręcz. To oznacza dobrą celność.
Kiedy E-tatuaże będą dostępne?
Zespoły Jafari i Akinwande pracują nad drugą generacją swojego e-tatuażu, który według nich będzie dostępny w ciągu najbliższych 5 lat.
Aktualizacja, którą przewidują, będzie mniejsza i kompatybilna ze smartwatchami i telefonami, które wykorzystują technologię Bluetooth i komunikację bliskiego pola (NFC) do przesyłania danych i nadawania mu mocy. Dzięki tym aktualizacjom, e-tatuaże do ciągłego monitorowania ciśnienia krwi będą gotowe do badań klinicznych, a niedługo potem do powszechnego użytku.
"Każdy może skorzystać ze znajomości zapisów ciśnienia krwi" - mówi Akinwande. "To nie jest tylko dla osób zagrożonych nadciśnieniem, ale dla innych, aby proaktywnie monitorować swoje zdrowie, pod kątem stresu i innych czynników".
