De belangrijkste doodsoorzaak in Texas is hartziekte, volgens het National Center for Health Statistics, goed voor meer dan 45, 000 doden over de hele staat in 2017. Een nieuwe draagbare technologie gemaakt van rekbaar, lichtgewicht materiaal zou het monitoren van de hartgezondheid gemakkelijker en nauwkeuriger kunnen maken dan bestaande elektrocardiograafmachines - een technologie die in bijna een eeuw weinig is veranderd.

Ontwikkeld door ingenieurs aan de Universiteit van Texas in Austin en geleid door Nanshu Lu in de Cockrell School of Engineering, dit is de nieuwste incarnatie van Lu's elektronische tattoo-technologie, een op grafeen gebaseerd draagbaar apparaat dat op de huid kan worden geplaatst om verschillende lichaamsreacties te meten, van elektrische tot biomechanische signalen.

Het onderzoeksteam rapporteerde over hun nieuwste e-tattoo in een recent nummer van Geavanceerde wetenschap .

Het apparaat is zo licht en rekbaar dat het voor langere tijd met weinig of geen ongemak over het hart kan worden geplaatst. Het meet ook de gezondheid van het hart op twee manieren, tegelijkertijd elektrocardiograaf- en seismocardiograafmetingen uitvoeren. De meesten van ons zijn bekend met het elektrocardiogram (ECG), een methode die de snelheden van elektrische activiteit registreert die worden geproduceerd elke keer dat het hart klopt. Seismocardiografie (SCG) is een meettechniek waarbij gebruik wordt gemaakt van borsttrillingen die samenhangen met hartslagen. Op afstand aangedreven door een smartphone, de e-tattoo is de eerste ultradunne en rekbare technologie die zowel ECG als SCG meet.

"We kunnen veel meer inzicht krijgen in de gezondheid van het hart door de synchrone verzameling van gegevens uit beide bronnen, " zei Lu, een universitair hoofddocent bij de afdelingen Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek en Engineering Mechanics en Biomedical Engineering.

ECG-metingen alleen zijn niet nauwkeurig genoeg om de gezondheid van het hart te bepalen, maar ze bieden aanvullende informatie in combinatie met SCG-signaalopnames. Als een vorm van kwaliteitscontrole, de SCG geeft de nauwkeurigheid van de ECG-metingen aan.

Hoewel zachte e-tatoeages voor ECG-detectie niet nieuw zijn, andere sensoren, zoals de SCG-sensor, zijn nog steeds gemaakt van niet-rekbare materialen, waardoor ze omvangrijk en ongemakkelijk om te dragen. De e-tattoo van Lu en haar team is gemaakt van een piëzo-elektrisch polymeer genaamd polyvinylideenfluoride, in staat zijn eigen elektrische lading op te wekken als reactie op mechanische belasting. Het apparaat bevat ook 3D digitale beeldcorrelatietechnologie die wordt gebruikt om borsttrillingen in kaart te brengen om de beste locatie op de borst te identificeren om de e?tattoo te plaatsen.

De e-tattoo heeft nog een ander voordeel ten opzichte van traditionele methoden. Gewoonlijk vereist een ECG-meting dat u naar een dokterspraktijk gaat, waar de gezondheid van het hart slechts een paar minuten per keer kan worden gecontroleerd. Dit apparaat kan dagenlang worden gedragen, zorgen voor constante hartbewaking.

Lu en haar team werken al aan verbeteringen in het verzamelen en opslaan van gegevens voor het apparaat, evenals manieren om de e-tattoo voor langere tijd draadloos van stroom te voorzien. Ze ontwikkelden onlangs een smartphone-app die de gegevens niet alleen veilig opslaat, maar ook realtime een hartslag op het scherm kan laten zien.