Ερευνητές στη Νότια Κορέα ανέπτυξαν ένα επαναστατικό επίθεμα με «υγρό μέταλλο» που μετρά συνεχώς και με ακρίβεια την αρτηριακή πίεση.
Μια ερευνητική ομάδα από τη Σχολή Μηχανικής του Εθνικού Πανεπιστημίου της Σεούλ, στη Νότια Κορέα, ανέπτυξε μια φορετή ηλεκτρονική συσκευή, ένα επίθεμα, που επιτρέπει τη συνεχή και σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση της αρτηριακής πίεσης για μεγάλα χρονικά διαστήματα.
Η υπέρταση είναι ένα σοβαρό πρόβλημα δημόσιας υγείας παγκοσμίως, καθώς μόνο το 21% από τους περίπου 1,3 δισεκατομμύρια ασθενείς καταφέρνουν να τη διαχειριστούν σωστά. Η κλασική μέθοδος μέτρησης της αρτηριακής πίεσης με περιχειρίδα στον βραχίονα περιορίζεται στη λήψη στιγμιαίων μετρήσεων και δεν επιτρέπει την παρακολούθηση σε συνεχή βάση. Επιπλέον, η ένταση που προκαλεί η μέτρηση μπορεί να επηρεάσει τα αποτελέσματα, δυσκολεύοντας τη σωστή εκτίμηση.
Αυτοί οι περιορισμοί δυσκολεύουν την ανίχνευση των διακυμάνσεων της αρτηριακής πίεσης που σχετίζονται με τη φυσική κατάσταση ή τον τρόπο ζωής, εμποδίζοντας την έγκαιρη διάγνωση και πρόληψη καρδιαγγειακών παθήσεων.
Η νέα τεχνολογία της ομάδας βασίζεται στην παρακολούθηση δύο σημάτων που παράγονται ταυτόχρονα στην καρδιά: το ηλεκτροκαρδιογράφημα (ηλεκτρικό σήμα) και τον σφυγμό (μηχανικό σήμα). Η χρονική διαφορά που μεσολαβεί μέχρι τα σήματα να φτάσουν στον καρπό μεταβάλλεται ανάλογα με την αρτηριακή πίεση. Τα ηλεκτρικά σήματα διαδίδονται άμεσα, ενώ τα μηχανικά καθυστερούν καθώς μεταφέρονται με τη ροή του αίματος. Η συσκευή μετρά συνεχώς και αναλύει αυτήν τη διαφορά, υπολογίζοντας με ακρίβεια τη συστολική και διαστολική πίεση.
Η μελέτη, που έγινε σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon, δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Advanced Functional Materials».
Πως λειτουργεί το πρωτοποριακό επίθεμα
Η συσκευή διαθέτει ένα καινοτόμο επίθεμα που κολλάει στο δέρμα χρησιμοποιώντας ένα υλικό γνωστό ως «υγρό μέταλλο». Αυτό το υλικό, που παραμένει σε υγρή μορφή σε θερμοκρασία δωματίου, έχει υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και ελαστικότητα αντίστοιχη του ανθρώπινου δέρματος, προσφέροντας άνεση και σταθερή λειτουργία.
Για να ξεπεραστεί η δυσκολία δημιουργίας λεπτομερών κυκλωμάτων λόγω της υψηλής επιφανειακής τάσης του υγρού μετάλλου, οι επιστήμονες εφάρμοσαν μια τεχνική λέιζερ («laser sintering»), που επιτρέπει τη σύντηξη μικροσκοπικών σωματιδίων υγρού μετάλλου με ακρίβεια στα επιθυμητά σημεία, χωρίς τη χρήση χημικών.
Η φορετή συσκευή διαθέτει εξαιρετική ηλεκτρική και μηχανική απόδοση, παραμένοντας ακριβής ακόμα και όταν τεντώνεται έως και 7 φορές το αρχικό της μέγεθος ή υποβάλλεται σε επαναλαμβανόμενες καταπονήσεις πάνω από 10.000 φορές. Σε πειραματικές δοκιμές, κατάφερε να ανιχνεύσει με ακρίβεια τις γρήγορες αυξομειώσεις της αρτηριακής πίεσης πριν και μετά από άσκηση, ξεπερνώντας τα συμβατικά πιεσόμετρα.
Η νέα αυτή τεχνολογία αναμένεται να φέρει επανάσταση στην παρακολούθηση της υγείας, αφού η συσκευή εφαρμόζεται εύκολα στον καρπό και προσφέρει συνεχή καταγραφή των μεταβολών της αρτηριακής πίεσης σε πραγματικό χρόνο. Για τους ασθενείς με χρόνιες παθήσεις όπως η υπέρταση, αποτελεί ένα πρακτικό και άμεσο εργαλείο παρακολούθησης, ανεξάρτητα από το πού βρίσκονται.
Επιπλέον, η συσκευή μπορεί να καταγράψει τις μεταβολές της πίεσης κατά τη διάρκεια της άσκησης, προσφέροντας πολύτιμα δεδομένα για εξατομικευμένα προγράμματα γυμναστικής ή αθλητική καθοδήγηση. Η τεχνολογία μπορεί να ενσωματωθεί σε διάφορα φορετά προϊόντα, όπως smartwatches, ένα ιατρικό επίθεμα και «έξυπνα» ρούχα.
Ο καθηγητής Ko, επικεφαλής της έρευνας, τονίζει πως το σύστημα προσφέρει μια νέα, διαδραστική προσέγγιση στην υγειονομική φροντίδα, ανιχνεύοντας και αναλύοντας φυσιολογικά σήματα σε πραγματικό χρόνο χωρίς παρεμβατικές μεθόδους.
Η συσκευή έχει ευρύ φάσμα εφαρμογών, από μονάδες εντατικής θεραπείας μέχρι καθημερινή χρήση. Οι ερευνητές συνεχίζουν να την εξελίσσουν, προσθέτοντας ασύρματη επικοινωνία, έξυπνη ανάλυση δεδομένων με τεχνητή νοημοσύνη και νέα υλικά για ακόμα μεγαλύτερη ευελιξία.
Φωτογραφία iStock
