La principale causa di morte in Texas sono le malattie cardiache, secondo il Centro nazionale per le statistiche sanitarie, contando più di 45, 000 morti in tutto lo stato nel 2017. Una nuova tecnologia indossabile realizzata in tessuto elastico, il materiale leggero potrebbe rendere il monitoraggio della salute del cuore più semplice e accurato rispetto agli elettrocardiografi esistenti, una tecnologia che è cambiata poco in quasi un secolo.

Sviluppato dagli ingegneri dell'Università del Texas ad Austin e guidato da Nanshu Lu nella Cockrell School of Engineering, questa è l'ultima incarnazione della tecnologia del tatuaggio elettronico di Lu, un dispositivo indossabile a base di grafene che può essere posizionato sulla pelle per misurare una varietà di risposte del corpo, dai segnali elettrici a quelli biomeccanici.

Il team di ricerca ha riferito del loro ultimo tatuaggio elettronico in un recente numero di Scienze avanzate .

Il dispositivo è così leggero ed elastico che può essere posizionato sul cuore per lunghi periodi con poco o nessun disagio. Misura anche la salute cardiaca in due modi, prendere simultaneamente le letture dell'elettrocardiografo e del sismocardiografo. La maggior parte di noi ha familiarità con l'elettrocardiogramma (ECG), un metodo che registra i tassi di attività elettrica prodotta ogni volta che il cuore batte. La sismocardiografia (SCG) è una tecnica di misurazione che utilizza le vibrazioni del torace associate ai battiti cardiaci. Alimentato a distanza da uno smartphone, l'e-tattoo è la prima tecnologia ultrasottile ed estensibile per misurare sia l'ECG che l'SCG.

"Possiamo ottenere una visione molto più ampia della salute del cuore dalla raccolta sincrona di dati da entrambe le fonti, " disse Lu, professore associato nei dipartimenti di Ingegneria Aerospaziale e Ingegneria Meccanica e Ingegneria Biomedica.

Le letture ECG da sole non sono abbastanza accurate per determinare la salute del cuore, ma forniscono informazioni aggiuntive se combinate con le registrazioni del segnale SCG. Come una forma di controllo di qualità, l'SCG indica l'accuratezza delle letture ECG.

Sebbene i tatuaggi elettronici morbidi per il rilevamento dell'ECG non siano nuovi, altri sensori, come il sensore SCG, sono ancora realizzati con materiali non elastici, rendendoli ingombranti e scomodi da indossare. Il tatuaggio elettronico di Lu e della sua squadra è fatto di un polimero piezoelettrico chiamato fluoruro di polivinilidene, in grado di generare la propria carica elettrica in risposta a sollecitazioni meccaniche. Il dispositivo include anche la tecnologia di correlazione delle immagini digitali 3D che viene utilizzata per mappare le vibrazioni del torace al fine di identificare la migliore posizione sul torace per posizionare il tatuaggio.

L'e-tatuaggio ha un altro vantaggio rispetto ai metodi tradizionali. Di solito una misurazione ECG richiede di andare in uno studio medico, dove la salute del cuore può essere monitorata solo per un paio di minuti alla volta. Questo dispositivo può essere indossato per giorni, fornendo un monitoraggio cardiaco costante.

Lu e il suo team stanno già lavorando per migliorare la raccolta e l'archiviazione dei dati per il dispositivo, così come i modi per alimentare l'e-tattoo in modalità wireless per periodi più lunghi. Recentemente hanno sviluppato un'app per smartphone che non solo memorizza i dati in modo sicuro, ma può anche mostrare un cuore che batte sullo schermo in tempo reale.