25. Juli 2022 – Während Wissenschaftler an tragbarer Technologie arbeiten, die das Gesundheitswesen zu revolutionieren verspricht, vermelden Forscher der University of Texas at Austin und der Texas A&M University einen großen Erfolg bei der Verfolgung eines äußerst beliebten Ziels: einer nicht-invasiven Lösung für kontinuierliches Blut Drucküberwachung zu Hause.
Nicht nur das, diese Entwicklung kommt auch in der überraschenden Form eines temporären Tattoos. Richtig: So wie Kinder es gerne tragen.
Die dünnen, aufkleberartigen, tragbaren elektronischen Tattoos können eine kontinuierliche, genaue Blutdrucküberwachung ermöglichen, berichten die Forscher in ihrem Bericht neue Studie.
„Mit dieser neuen Technologie haben wir die Möglichkeit zu verstehen, wie unser Blutdruck im Laufe des Tages schwankt. Wir werden in der Lage sein, zu quantifizieren, wie sich Stress auf uns auswirkt“, sagt er Roozbeh Jafari, PhD, Professor für Biomedizintechnik, Elektrotechnik und Informatik an der Texas A&M und Co-Autor der Studie.
Enthüllen Sie das ganze Bild, nicht nur Punkte
Blutdruckmessgeräte für zu Hause gibt es schon seit vielen Jahren. Sie funktionieren genau wie die Blutdruckgeräte, die Ärzte in ihrer Praxis verwenden: Sie legen Ihren Arm in eine Manschette, drücken einen Knopf, spüren einen Druck auf Ihren Arm und erhalten einen Messwert.
Obwohl die Ergebnisse dieser Methode genau sind, sind sie auch nur ein Moment. Unser Blutdruck kann im Laufe des Tages stark schwanken – insbesondere bei Menschen mit labiler Hypertonie, bei denen der Blutdruck von einem Extrem zum anderen wechselt. Das Betrachten von Point-in-Time-Messwerten ist also ein bisschen so, als würde man sich auf ein paar Punkte in einem Pointillismus-Gemälde konzentrieren – man könnte das Gesamtbild übersehen.
Ärzte finden möglicherweise auch eine kontinuierliche Überwachung nützlich, um falsche Messwerte des „Weißkittel-Syndroms“ zu beseitigen. Grundsätzlich bedeutet dies, dass der Blutdruck einer Person aufgrund der Angst in einer Arztpraxis ansteigt, aber kein echter Bluthochdruck ist.
Fazit: Die Fähigkeit, den Blutdruck einer Person kontinuierlich über Stunden oder sogar Tage zu überwachen, kann klarere und genauere Einblicke in die Gesundheit einer Person liefern.
Wie funktionieren Tattoos zur Gesundheitsüberwachung?
Elektronische Tattoos zur Gesundheitsüberwachung sind nicht ganz neu. John A. Rogers, PhD, von der Northwestern University brachte vor 12 Jahren erstmals die Idee der Überwachung durch temporäre Tätowierungen auf den Markt. Einige Begriffe, wie z Tätowierungen mit UV-Überwachung, wurde bereits von Wissenschaftlern übernommen und auf den Markt gebracht. Doch die bestehenden Modelle seien nicht zur Blutdrucküberwachung geeignet, heißt es Deji Akinwande, PhDProfessor für Elektro- und Computertechnik an der University of Texas in Austin und ein weiterer Co-Autor der Studie.
„[UV monitoring tattoos] sind sehr dick“, sagt er. „Sie erzeugen zu viel Bewegung, wenn sie zur Blutdruckmessung verwendet werden, weil sie herumrutschen.“
Also arbeitete das in Texas ansässige Forschungsteam daran, eine schlankere und stabilere Option zu entwickeln.
„Der Hauptbestandteil von E-Tattoos ist Graphen“, sagt Akinwande.
Graphen ist Kohlenstoff, der dem ähnelt, was sich in Ihrem Graphitstift befindet. Das Material ist leitfähig, das heißt, es kann kleine elektrische Ströme durch die Haut leiten. Bei der Blutdrucküberwachung fördert Graphen die bioelektrische Impedanzanalyse (BIA), die der Technologie ähnelt, die in intelligenten Waagen zur Messung des Körperfetts verwendet wird.
Bei E-Tattoos haften die dünnen Graphenschichten auf der Haut und rutschen nicht herum, wodurch „Artefakte“ oder schlechte Daten beseitigt werden. Die Graphen-E-Tattoos können etwa eine Woche auf der Haut getragen werden – oder ungefähr so lange, wie die temporären Tattoos Kinder lieben.
Sobald das Graphen die Rohdaten erfasst, interpretiert ein maschineller Lernalgorithmus die Informationen und liefert Ergebnisse in Einheiten, die zur Messung des Blutdrucks verwendet werden: Millimeter Quecksilbersäule (mmHg), allgemein als „Blutdruckpunkte“ bezeichnet.
Wie genau sind die Ergebnisse? Die Tests maßen den Blutdruck innerhalb von 0,2 ± 5,8 mmHg (systolisch), 0,2 ± 4,5 mmHg (diastolisch) und 0,1 ± 5,3 mmHg (mittlerer arterieller Druck). Mit anderen Worten: Wenn dies ein Basketballspieler wäre, der Körbe wirft, würde die große Mehrheit der Schüsse sausen und gelegentlich würden einige den Rand treffen. Das bedeutet gute Genauigkeit.
Wann werden E-Tattoos verfügbar sein?
Die Teams von Jafari und Akinwande arbeiten an einer zweiten Generation ihres E-Tattoos, von dem sie erwarten, dass es in den nächsten 5 Jahren erhältlich sein wird.
Das Upgrade, das sie sich vorstellen, wird kleiner und mit Smartwatches und Telefonen kompatibel sein, die Bluetooth-Technologie und Nahfeldkommunikation (NFC) verwenden, um Daten zu übertragen und mit Strom zu versorgen. Mit diesen Updates werden E-Tattoos für die kontinuierliche Blutdrucküberwachung bald darauf für klinische Studien und den allgemeinen Einsatz bereit sein.
„Jeder kann davon profitieren, seine Blutdruckaufzeichnungen zu kennen“, sagt Akinwande. „Es ist nicht nur für Menschen mit einem Risiko für Bluthochdruck, sondern auch für andere, ihre Gesundheit, Stress und andere Faktoren proaktiv zu überwachen.“