血压测量电子纹身

该电子纹身可以戴在手腕上,并提供连续的血压测量值

图片:UT Austin

血压是心脏健康最重要的指标之一,但是在临床环境之外,很难经常可靠地测量。几十年来,基于袖口的设备在手臂周围收缩以进行阅读一直是黄金标准。但是现在,德克萨斯大学奥斯汀分校和德克萨斯A&M大学的研究人员已经开发了一种电子纹身,可以在手腕上舒适地穿着数小时,并以准确的水平进行连续的血压测量水平,该水平几乎超过了当今市场上所有可用的所有选择。

UT电气和计算机工程系教授Deji Akinwande说:“血压是您可以衡量的最重要的生命体征,但是在没有袖口的情况下,在没有袖口的情况下进行的方法是非常有限的。”奥斯汀和该项目的共同领导者之一,该项目已在今天发表的《自然纳米技术》中发表的新论文中进行了记录。

如果未经治疗,高血压会导致严重的心脏病。传统的血压检查可能很难捕获,因为这只能衡量时间 - 单个数据点。

“不经常进行血压测量有许多局限性,并且不能准确地了解我们的身体的运作方式,”德克萨斯州A&M的生物医学工程,计算机科学和电气工程教授Roozbeh Jafari说。项目。

对电子纹身的持续监测可以在各种情况下进行血压测量:在高压力时,睡眠,锻炼等。它可以比到目前为止的任何设备多得多,以便提供数千个测量值报告UT Austin

近年来,移动健康监测已取得了重大飞跃,这主要是由于智能手表等技术。这些设备使用金属传感器,这些传感器会根据皮肤中发出的LED光源获取读数。

但是,领先的智能手表尚未准备好进行血压监测。那是因为手表在手腕上滑动,可能远离动脉,因此很难提供准确的读数。基于浅色的肤色和/或更大的手腕的人,基于光的尺寸会使您步履蹒跚。

石墨烯是现有最强和最薄的材料之一,它是电子纹身中的关键成分。它类似于铅笔中发现的石墨,但原子精确排列成薄层。电子纹身作为移动血压监测的工具是有意义的,因为它们居住在粘稠的,弹性的材料中,包裹着长时间舒适的传感器,并且不会滑动。

“纹身的传感器失重且不引人注目。你把它放在那里。您甚至都看不到它,也不会移动。” Jafari说。“您需要传感器才能留在同一位置,因为如果您碰巧将其移动,则测量结果将会有所不同。”

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该设备通过将电流发射到皮肤中,然后分析人体的反应来进行测量,这被称为生物阻抗。生物阻抗与血压变化之间存在相关性,这与血容量的变化有关。但是,相关性并不是特别明显,因此团队必须创建一个机器学习模型来分析连接以获得准确的血压读数。

贾法里说,在医学上,无袖口的血压监测是“圣杯”,但市场上还没有可行的解决方案。这是更大的药物推动力的一部分,可以在任何地方使用技术,同时收集更多数据,从而使他们从房间到房间,诊所到诊所,并仍然获得个性化护理。

Akinwande说:“所有这些数据都可以帮助创建一个数字双胞胎来对人体进行建模,预测并展示它如何随着时间的推移反应和对治疗的反应。”

该项目的团队成员包括UT Austin电气和计算机工程部的Dmitry Kireev和Neelotpala Kumar;德克萨斯州A&M电气和计算机工程系的Kaan Sel和Bassem Ibrahim;德克萨斯州A&M生物医学工程系的Ali Akbari。这项研究得到了海军研究办公室,国家科学基金会和国立卫生研究院的赠款的支持。

JürgenThalmayer
2022年7月7日

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