Nog heel even geduld maar dat is wel de toekomst. De belangrijkste doodsoorzaak in Texas is hart-en vaatziekten, volgens het National Center for Health Statistics, goed voor meer dan 45.000 sterfgevallen over de hele staat in 2017. Een nieuwe draagbare technologie gemaakt van elastisch, lichtgewicht materiaal kan hartgezondheid gemakkelijker te controleren maken en nauwkeuriger dan bestaande elektrocardiografie machines – 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 tattatechnologie, een op grafeen gebaseerd draagbaar apparaat dat op de huid kan worden geplaatst om een ​​variëteit te meten van lichaamsreacties, van elektrische tot biomechanische signalen. Het onderzoeksteam rapporteerde over hun nieuwste e-tattoo in een recent nummer van Advanced Science. Het apparaat is zo licht en rekbaar dat het gedurende langere perioden over het hart kan worden geplaatst met weinig of geen ongemak. Het meet ook de hartgezondheid op twee manieren, waarbij gelijktijdig elektrocardiograaf- en seismocardiograafmetingen worden gedaan. De meesten van ons zijn bekend met het elektrocardiogram (ECG), een methode die de snelheid van elektrische activiteit registreert die wordt geproduceerd elke keer dat het hart klopt. Seismocardiografie (SCG) is een meettechniek waarbij borsttrillingen worden gebruikt die zijn geassocieerd met hartslagen. De e-tattoo wordt op afstand met een smartphone bediend en 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”, zegt Lu, een universitair hoofddocent bij de afdelingen Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek en Werktuigbouwkunde en Biomedische Technologie. ECG-metingen alleen zijn niet nauwkeurig genoeg om de gezondheid van het hart te bepalen, maar ze bieden aanvullende informatie in combinatie met SCG-signaalopnamen. Net als een vorm van kwaliteitscontrole, geeft de SCG de nauwkeurigheid van de ECG-metingen aan. Hoewel zachte e-tatoeages voor ECG-detectie niet nieuw zijn, zijn andere sensoren, zoals de SCG-sensor, nog steeds gemaakt van niet-rekbare materialen, waardoor ze omvangrijk en ongemakkelijk zijn om te dragen. Lu en de e-tattoo van haar team zijn gemaakt van een piëzo-elektrisch polymeer, polyvinylideenfluoride, dat in staat is om zijn eigen elektrische lading te genereren als reactie op mechanische spanning. Het apparaat bevat ook 3D-technologie voor digitale beeldcorrelatie die wordt gebruikt om borsttrillingen in kaart te brengen om de beste locatie op de borst te bepalen om de e-tattoo te plaatsen. De e-tattoo heeft nog een voordeel ten opzichte van traditionele methoden. Gewoonlijk moet voor een ECG-meting naar een spreekkamer worden gegaan, waar de gezondheid van het hart slechts een paar minuten per keer kan worden gecontroleerd. Dit apparaat kan dagenlang worden gedragen en biedt constante hartmonitoring. Lu en haar team werken al aan verbeteringen in de gegevensverzameling en -opslag voor het apparaat, evenals manieren om de e-tattoo gedurende langere tijd draadloos te voeden. Ze hebben onlangs een smartphone-app ontwikkeld die niet alleen de gegevens veilig opslaat, maar ook in realtime een hartslag op het scherm kan laten zien. Het team van Lu bestaat uit faculteitsleden en studenten uit verschillende technische disciplines: lucht- en ruimtevaarttechniek en technische mechanica, biomedische engineering, elektrotechnische en computertechnologie, materiaalwetenschap en -techniek en werktuigbouwkunde, evenals een medewerker van UT Southwestern Medical School. Bovendien, op het moment dat het onderzoek werd uitgevoerd, waren vier leden van het UT Austin-team undergraduate studenten. Het onderzoek werd gefinancierd door het Office of Naval Research, het Air Force Office of Scientific Research, de National Science Foundation en de National Institutes of Health.