De volgende bloeddruk doorbraak: Tijdelijke tatoeages
Door Natalie Sabin
25 juli 2022 - Terwijl wetenschappers werken aan draagbare technologie die een revolutie in de gezondheidszorg belooft, melden onderzoekers van de Universiteit van Texas in Austin en Texas A&M University een grote overwinning in het streven naar een zeer populair doel: een niet-invasieve oplossing voor continue bloeddrukcontrole thuis.
Niet alleen dat, maar deze ontwikkeling komt in de verrassende vorm van een tijdelijke tatoeage. Dat klopt: Net als het soort dat kinderen graag dragen.
De dunne, stickerachtige draagbare elektronische tatoeages kunnen zorgen voor een continue, nauwkeurige bloeddrukbewaking, zo melden de onderzoekers in hun nieuwe studie.
"Met deze nieuwe technologie zullen we kunnen begrijpen hoe onze bloeddruk gedurende de dag schommelt. We zullen kunnen kwantificeren hoe stress ons beïnvloedt," zegt Roozbeh Jafari, PhD, hoogleraar biomedische techniek, elektrotechniek en computerwetenschappen aan Texas A&M en co-auteur van de studie.
Het hele plaatje laten zien, niet alleen puntjes
Bloeddrukmeters voor thuisgebruik bestaan al vele jaren. Ze werken net als de bloeddrukmeters die artsen op kantoor gebruiken: U plaatst uw arm in een manchet, drukt op een knop, voelt een druk op uw arm en krijgt een meting.
Hoewel de resultaten van deze methode nauwkeurig zijn, zijn ze ook slechts een momentopname. Onze bloeddruk kan in de loop van de dag sterk variëren - vooral bij mensen met labiele hypertensie, waarbij de bloeddruk van het ene uiterste naar het andere verandert. Kijken naar point-in-time metingen is dus een beetje als focussen op een paar puntjes in een pointillisme schilderij - je zou het grotere geheel kunnen missen.
Artsen kunnen continue monitoring ook nuttig vinden om valse metingen van het "wittejassensyndroom" te elimineren. Dit betekent dat iemands bloeddruk stijgt door de angst om bij de dokter te komen, maar dat het niet om echte hypertensie gaat.
Kortom: De mogelijkheid om iemands bloeddruk urenlang of zelfs dagenlang continu te controleren kan een duidelijker en nauwkeuriger inzicht geven in iemands gezondheid.
Hoe werken tatoeages voor gezondheidsmonitoring?
Elektronische tatoeages voor gezondheidsbewaking zijn niet helemaal nieuw. John A. Rogers, PhD, van de Northwestern University opperde 12 jaar geleden voor het eerst het idee van monitoring via tijdelijke tatoeages. Sommige concepten, zoals UV-monitoring tatoeages, waren al door wetenschappers overgenomen en op de markt gebracht. Maar de bestaande modellen waren niet geschikt om de bloeddruk te controleren, aldus Deji Akinwande, PhD, een professor in elektrische en computertechniek aan de Universiteit van Texas in Austin en een andere co-auteur van de studie.
"[UV-controle tatoeages] zijn erg dik," zegt hij. "Ze veroorzaken te veel beweging wanneer ze gebruikt worden om de bloeddruk te meten, omdat ze verschuiven."
Dus werkte het onderzoeksteam uit Texas aan een optie die slanker en stabieler was.
"Het hoofdingrediënt van e-tatoeages is grafeen," zegt Akinwande.
Grafeen is koolstof dat lijkt op wat er in een grafietpotlood zit. Het materiaal is geleidend, wat betekent dat het kleine elektrische stroompjes door de huid kan geleiden. Voor bloeddrukcontrole bevordert grafeen de bio-elektrische impedantieanalyse (BIA), wat lijkt op de technologie die wordt gebruikt in slimme weegschalen die lichaamsvet meten.
Bij e-tatoeages blijven de dunne lagen grafeen aan de huid kleven en schuiven ze niet weg, waardoor "artefacten" of slechte gegevens verdwijnen. De grafeen e-tatoeages kunnen ongeveer een week op de huid worden gedragen - ongeveer even lang als de tijdelijke tatoeages waar kinderen dol op zijn.
Zodra het grafeen de ruwe gegevens vastlegt, interpreteert een algoritme voor machinaal leren de informatie en levert de resultaten in eenheden die worden gebruikt voor het meten van de bloeddruk: millimeters kwik (mmHg), gewoonlijk aangeduid als bloeddruk "punten".
Hoe nauwkeurig zijn de resultaten? De tests maten de bloeddruk binnen 0,2 ± 5,8 mmHg (systolisch), 0,2 ± 4,5 mmHg (diastolisch) en 0,1 ± 5,3 mmHg (gemiddelde slagaderlijke druk). Met andere woorden: Als dit een basketbalspeler zou zijn die manden schiet, zou de overgrote meerderheid van de genomen schoten swishen en af en toe een paar de rand raken. Dat betekent een goede nauwkeurigheid.
Wanneer zullen E-Tattoos beschikbaar zijn?
De teams van Jafari en Akinwande werken aan een tweede generatie van hun e-tattoo die naar verwachting binnen 5 jaar beschikbaar zal zijn.
De upgrade die zij voor ogen hebben zal kleiner zijn en compatibel met smartwatches en telefoons die Bluetooth-technologie en near-field communication (NFC) gebruiken om gegevens over te dragen en stroom te geven. Met deze updates zullen e-tatoeages voor continue bloeddrukcontrole klaar zijn voor klinische proeven, en mainstream gebruik kort daarna.
"Iedereen kan er baat bij hebben om zijn bloeddrukregistraties te kennen," zegt Akinwande. "Het is niet alleen voor mensen met een risico op hypertensie, maar ook voor anderen om hun gezondheid proactief in de gaten te houden, voor stress en andere factoren."
