Wetenschappers hebben een nieuw, op de borst gelamineerd, ultradun, 100 procent rekbaar elektronisch hartdetectieapparaat (e-tattoo) ontworpen om hartfuncties te controleren. Het apparaat kan ECG, SCG (seismocardiogram) en cardiale tijdsintervallen nauwkeurig en continu voor langere duur meten om de bloeddruk te controleren.
Hart- en vaatziekten zijn wereldwijd de belangrijkste doodsoorzaak. Monitoren functie van ons hart kan tot op zekere hoogte helpen bij het voorkomen van hartziekten. De ECG-test (elektrocardiogram) meet de elektrische activiteit van ons hart door de hartslag en het ritme te meten om ons te vertellen of ons hart normaal functioneert. Een andere test genaamd SCG (seismocardiografie) is een op een versnellingsmeter gebaseerde methode die wordt gebruikt om mechanische harttrillingen te registreren door borsttrillingen te meten die worden veroorzaakt door de hartslagen. SCG wordt in de kliniek steeds belangrijker als een aanvullende maatregel naast ECG om hartafwijkingen nauwkeuriger en betrouwbaarder te controleren en vast te stellen.
Draagbare apparaten zoals fitness- en gezondheidstrackers zijn nu een veelbelovend en populair alternatief om onze gezondheid te monitoren. Voor het bewaken van hartfuncties zijn er weinig zachte apparaten beschikbaar die ECG meten. De tegenwoordig beschikbare SCG-sensoren zijn echter gebaseerd op stijve versnellingsmeters of niet-rekbare membranen, waardoor ze omvangrijk, onpraktisch en oncomfortabel zijn om te dragen.
In een nieuwe studie gepubliceerd op 21 mei in Geavanceerde wetenschap, beschrijven onderzoekers een nieuw apparaat dat op de borst kan worden gelamineerd (vandaar de naam an e-tatoeage) en hartfuncties bewaken door ECG, SCG en cardiale tijdsintervallen te meten. Dit unieke apparaat is ultradun, lichtgewicht, rekbaar en kan langdurig zonder tape over het hart worden geplaatst zonder pijn of ongemak te veroorzaken. Het apparaat is gemaakt van een kronkelig gaas van in de handel verkrijgbare vellen piëzo-elektrisch polymeer, polyvinylideenfluoride genaamd, met behulp van een eenvoudige, kosteneffectieve fabricagemethode. Dit polymeer heeft de unieke eigenschap dat het elektrische lading genereert als reactie op mechanische belasting.
Om dit apparaat te geleiden, brengt een 3D-beeldcorrelatiemethode de beweging van de borstkas in kaart die is afgeleid van ademhaling en hartbewegingen. Dit helpt bij het vinden van de optimale detectieplek voor borsttrillingen om het apparaat te monteren. De zachte SCG-sensor is geïntegreerd met rekbare gouden elektroden op een enkel apparaat zelf, waardoor een apparaat met dubbele modus ontstaat dat synchroon ECG en SCG kan meten met behulp van elektro- en akoestische cardiovasculaire detectie (EMAC). ECG wordt routinematig gebruikt om iemands hart te bewaken, maar in combinatie met SCG-signaalregistraties wordt de nauwkeurigheid ervan verbeterd. Door deze EMAC-sensor te gebruiken en synchrone metingen uit te voeren, kunnen verschillende cardiale tijdsintervallen met succes worden geëxtraheerd, inclusief systolische tijdsintervallen. En het werd gezien dat het systolische tijdsinterval een robuuste negatieve correlatie heeft met bloeddruk, waardoor de bloeddruk van slag tot slag kan worden geschat met dit apparaat. Er werden sterke correlaties gezien tussen het systolische tijdsinterval en de systolische/diastolische bloeddruk. Een smartphone voedt dit apparaat op afstand.
Het innovatieve op de borst gemonteerde apparaat dat in de huidige studie wordt beschreven, biedt een eenvoudig mechanisme om de bloeddruk continu en niet-invasief te controleren. Dit apparaat is een ultradunne, ultralichte, zachte, 100 procent rekbare mechanisch-akoestische sensor met een hoge gevoeligheid en gemakkelijk te vervaardigen. Dergelijke wearables die kunnen worden gedragen om hartfuncties te controleren zonder dat de dokter hoeft te bezoeken, kunnen veelbelovend zijn voor het voorkomen van hartaandoeningen.
***
{U kunt de originele onderzoekspaper lezen door op de DOI-link hieronder in de lijst met geciteerde bron(nen) te klikken}
Bron (nen)
Ha T. et al. 2019. Een op de borst gelamineerde ultradunne en rekbare E-tatoeage voor het meten van elektrocardiogram, seismocardiogram en cardiale tijdsintervallen. Geavanceerde wetenschap. https://doi.org/10.1002/advs.201900290
