Техасские ученые разработали электронную татуировку для мониторинга давления, которая лучше манжетов

В журнале Nature Nanotechnology появилось новое исследование ученых из двух техасских вузов – Техасского университета в Остине (UT Austin) и Техасского аграрно-технического университета (TAMU), расположенного в городе Колледж-Стейшен. Исследователям удалось найти аналог широко применяемым для измерения артериального давления манжетам. В отличие от последних, известных своей громоздкостью и сложностью использования при физической нагрузке или во сне, новое решение не ограничивает свободу действий и непрерывно мониторит артериальное давление от 5 ч. Конкретизируя, речь идет о миниатюрных графеновых датчиках в силиконовой оболочке, наносимых на запястье, как татуировка, и обеспечивающих сбор сведений в динамике, что очень важно для выявления заболеваний.

Электронная татуировка состоит из 12 почти невидимых графеновых полосок, расположенных в два ряда вдоль двух основных артерий запястья. Крайние полоски каждого ряда посылают небольшие электрические сигналы глубоко в руку. Внутренние полоски обнаруживают изменения в кровотоке при скачках напряжения, анализируя реакцию организма с помощью биоимпеданса. Этот диагностический метод позволяет произвести совокупную оценку белкового, липидного и водного обмена в организме и имеет корреляцию с изменениями артериального давления, зависящего от объема крови. Для точного определения взаимосвязи между этими показателями ученые прибегли к машинному обучению, разработав модель, которая анализирует собранную информацию и определяет артериальное давление. 

Свое изобретение ученые протестировали на шести людях и обнаружили, что татуировки хорошо работают во время многочасовой работы, ходьбы и даже, когда участники отжимались или на минуту опускали руки в ведро с ледяной водой. Датчики также работали ночью, не нарушая сон носителей. Точность измерений нового устройства оказалась на уровне 0,2 ± 4,5 мм рт. ст. для диастолического (нижнего) давления при расслаблении сердечной мышцы и 0,2 ± 5,8 мм рт. ст. для систолического (верхнего) давления при максимальном сокращении сердца. Такой низкой погрешностью могут похвастаться лишь самые точные медицинские приборы класса А.

Пока большая часть оборудования, необходимого для записи и анализа данных с татуировки, должна располагаться поблизости и является проводной. Однако в будущем исследователи намерены изучить возможности использования беспроводных соединений. Также рассматривается вариант использовать контакты между графеновыми татуировками и надетыми поверх них умными часами.

Ранее iot.ru рассказывал о нейросетях, которые петербургские ученые обучили быстрому и точному измерению давления с помощью смартфона.

Чтобы оперативно получать наши новости в удобном формате, подписывайтесь на наш Telegram-канал.

Источник изображения: UT Austin и TAMU