Следующий прорыв в области артериального давления: Временные татуировки

Натали Сабин

25 июля 2022 г. - Пока ученые работают над созданием носимых технологий, которые обещают произвести революцию в здравоохранении, исследователи из Техасского университета в Остине и Техасского университета A&M сообщают о большой победе в достижении одной очень популярной цели: неинвазивного решения для непрерывного мониторинга артериального давления в домашних условиях.

И не только это, но эта разработка пришла в удивительной форме временной татуировки. Именно так: Именно таких, какие любят носить дети.

Тонкие, похожие на наклейки носимые электронные татуировки могут обеспечить непрерывный и точный мониторинг артериального давления, сообщают исследователи в своем новом исследовании.

"Благодаря этой новой технологии у нас появится возможность понять, как наше кровяное давление колеблется в течение дня. Мы сможем количественно определить, как стресс влияет на нас", - говорит Рузбех Джафари, доктор философии, профессор биомедицинской инженерии, электротехники и информатики в Texas A&M и соавтор исследования.

Выявление всей картины, а не только точек

Домашние мониторы артериального давления существуют уже много лет. Они работают так же, как и аппараты для измерения артериального давления, которые врачи используют в своих кабинетах: Вы помещаете руку в манжету, нажимаете кнопку, чувствуете сдавливание руки и получаете показания.

Хотя результаты этого метода точны, они также являются лишь моментом времени. Наше артериальное давление может сильно меняться в течение дня - особенно у людей с лабильной гипертензией, когда артериальное давление меняется от одной крайности к другой. Поэтому смотреть на точечные показания - это все равно, что сосредоточиться на нескольких точках на картине пуантилизма - можно упустить общую картину.

Врачи также могут счесть непрерывный мониторинг полезным для избавления от ложных показаний при "синдроме белого халата". По сути, это означает, что артериальное давление у человека повышается из-за волнения, вызванного присутствием в кабинете врача, но не является истинной гипертонией.

Итог: Возможность непрерывного мониторинга артериального давления в течение нескольких часов или даже дней может дать более четкое и точное представление о состоянии здоровья человека.

Как работают татуировки для мониторинга здоровья?

Электронные татуировки для мониторинга здоровья - не совсем новинка. Джон А. Роджерс, доктор философии, из Северо-Западного университета, впервые выдвинул идею мониторинга с помощью временных татуировок 12 лет назад. Некоторые концепции, такие как татуировки для ультрафиолетового мониторинга, уже были приняты учеными и выпущены на рынок. Но существующие модели не подходили для мониторинга кровяного давления, по словам Деджи Акинванде, доктора философии, профессора электротехники и вычислительной техники Техасского университета в Остине и еще одного соавтора исследования.

"[Татуировки для ультрафиолетового мониторинга] очень толстые", - говорит он. "Они создают слишком много движения, когда используются для измерения кровяного давления, потому что они скользят".

Поэтому исследовательская группа из Техаса работала над созданием более тонкого и стабильного варианта.

"Ключевым ингредиентом электронных татуировок является графен, - говорит Акинванде.

Графен - это углерод, похожий на тот, что находится внутри графитового карандаша. Этот материал является проводящим, то есть он может проводить небольшие электрические токи через кожу. Для контроля кровяного давления графен способствует проведению анализа биоэлектрического импеданса (BIA), который похож на технологию, используемую в умных весах, измеряющих количество жира в организме.

В электронных татуировках тонкие слои графена прилипают к коже и не скользят по ней, что позволяет избавиться от "артефактов", или плохих данных. Графеновые электронные татуировки можно носить на коже около недели - примерно столько же, сколько и любимые детьми временные татуировки.

Как только графен фиксирует исходные данные, алгоритм машинного обучения интерпретирует информацию и выдает результаты в единицах, используемых для измерения кровяного давления: миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.), обычно называемых "баллами" кровяного давления.

Насколько точны результаты? Тесты измеряли артериальное давление в пределах 0,2 ± 5,8 мм рт. ст. (систолическое), 0,2 ± 4,5 мм рт. ст. (диастолическое) и 0,1 ± 5,3 мм рт. ст. (среднее артериальное давление). Другими словами: Если бы это был баскетболист, бросающий мячи в корзину, то подавляющее большинство бросков были бы "свингами", а иногда несколько попадали бы в обод. Это означает хорошую точность.

Когда появятся электронные татуировки?

Команды Джафари и Акинванде работают над вторым поколением своих электронных татуировок, которые, по их прогнозам, появятся в ближайшие 5 лет.

Обновление, которое они планируют, будет меньше и совместимо со смарт-часами и телефонами, использующими технологию Bluetooth и коммуникацию ближнего поля (NFC) для передачи данных и питания. С этими обновлениями электронные татуировки для непрерывного мониторинга артериального давления будут готовы к клиническим испытаниям, а вскоре после этого - к массовому использованию.

"Каждый человек может извлечь пользу из того, что он будет знать о своем артериальном давлении", - говорит Акинванде. "Это не только для людей с риском развития гипертонии, но и для других, чтобы проактивно следить за своим здоровьем, за стрессом и другими факторами".