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Jun 22, 2023

Neue mobile e

Forscher haben ein mobiles, nichtinvasives, ultradünnes, dehnbares,

Forscher haben ein mobiles, nichtinvasives, ultradünnes, dehnbares, batteriebetriebenes elektronisches Tattoo entwickelt, das gleichzeitig die elektrische und mechanische Aktivität des Herzens misst und so eine neue Methode zur Diagnose und Überwachung von Herzerkrankungen bietet.

Neue Möglichkeiten zur Diagnose von Herzerkrankungen, einer der häufigsten Todesursachen weltweit, sind immer willkommen, insbesondere wenn sie keinen Besuch in einem Krankenhaus oder einer Klinik erfordern. Da kommt das elektronische Tattoo oder E-Tattoo zum Einsatz, das als Mittel zur Verfolgung wichtiger Biomarker immer beliebter wird.

Durch die Verbindung von 3D- und Schaltungsdrucktechnologien stellen E-Tattoos tragbare Gesundheitsgeräte der nächsten Generation dar. Sie werden ähnlich wie ein temporäres Tattoo eines Kindes auf die Haut geklebt und ihre integrierten Sensoren erfassen Daten wie Herzfrequenz und -rhythmus, Blutdruck oder Stresslevel und übertragen sie an ein Smartphone oder ein anderes angeschlossenes Gerät.

Ein Team unter der Leitung von Forschern der University of Texas in Austin hat sein 2019 entdecktes bisheriges Design verbessert, indem es sein neues E-Tattoo drahtlos und mobil macht.

Wie das Vorgängermodell überwacht die neue Version des E-Tattoos kontinuierlich die elektrische Aktivität im Herzen (Elektrokardiographie oder EKG) und die Geräusche, die beim Herzschlag entstehen (Seismokardiographie oder SCG), was Aufschluss über die Mechanik des Herzens gibt. Herztöne entstehen, wenn Blut durch die Herzklappen fließt und diese so öffnet und schließt. Abnormale Herzgeräusche wie Herzgeräusche können auf Probleme mit den Herzklappen hinweisen.

Normalerweise werden Herztöne von einem Arzt mit einem Stethoskop gemessen. Das E-Tattoo bietet eine Möglichkeit, Herztöne zu überwachen, ohne dass ein Arztbesuch erforderlich ist. Seine Fähigkeit, sowohl elektrische als auch mechanische Informationen synchron zu messen, sei für diagnostische Zwecke wichtig, sagen die Forscher.

„Diese beiden Messungen, elektrische und mechanische, können zusammen ein viel umfassenderes und vollständigeres Bild davon liefern, was mit dem Herzen passiert“, sagte Nanshu Lu, korrespondierender Autor der Studie. „Es gibt noch viele weitere Herzmerkmale, die auf nichtinvasive Weise aus den beiden synchron gemessenen Signalen extrahiert werden könnten.“

Das transparente E-Tattoo besteht aus einer Reihe sorgfältig angeordneter kleiner Schaltkreise und Sensoren, die durch dehnbare Verbindungen verbunden sind, sodass es sich wie ein medizinischer Verband an die Brust des Trägers anpassen kann.

Mit 200 Mikrometern ist das E-Tattoo etwa so breit wie zwei menschliche Haare. Es wiegt nur 2,5 g und wird mit einem Penny-Akku (0,75 Zoll/19 mm) betrieben, der mehr als 40 Stunden hält. Darüber hinaus kann der Akku problemlos vom Träger gewechselt werden. Die gesammelten Daten werden drahtlos in Echtzeit an ein Bluetooth-fähiges Gerät gestreamt.

Die Forscher sagen, dass ihr mobiles, nichtinvasives Überwachungsgerät viele Vorteile hat. Zum einen ist kein Gang zum Krankenhaus oder zur Klinik erforderlich und es muss nicht an die sperrigen, umständlichen kabelgebundenen Geräte angeschlossen werden, die traditionell zur Herzüberwachung verwendet werden. Darüber hinaus ist es wahrscheinlicher, dass Probleme früher erkannt werden, wenn ein mobiles Gerät zu Hause getragen wird – statt es nur für kurze Zeit in einer klinischen Umgebung zu überwachen – und so ein früheres Eingreifen möglich ist.

„Die meisten Herzerkrankungen sind nicht sehr offensichtlich“, sagte Lu. „Der Schaden wird im Hintergrund angerichtet, und wir wissen es nicht einmal. Wenn wir zu Hause eine kontinuierliche, mobile Überwachung haben können, können wir eine frühzeitige Diagnose und Behandlung durchführen, und wenn das möglich ist, können wir 80 % des Herzens.“ Krankheiten können verhindert werden.

Das Forschungsteam testete sein E-Tattoo an fünf gesunden Patienten in ihrer Alltagsumgebung und stellte fest, dass es genaue Messungen mit einer geringen Fehlerquote lieferte. Der nächste Schritt besteht darin, dass die Forscher das Gerät weiter testen, um seinen Einsatz auf verschiedene Patiententypen auszudehnen.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Advanced Electronic Materials veröffentlicht.

Quelle: University of Texas in Austin