Een team onderzoekers van de Universiteit van Texas in Austin heeft een ultradunne, lichtgewicht elektronische tatoeage ontwikkeld, een zogenaamde e-tattoo, die op de borst wordt bevestigd voor continue, mobiele hartmonitoring buiten een klinische setting. De tattoo bevat twee sensoren die samen een duidelijk beeld geven van de gezondheid van het hart, waardoor artsen beter in staat zijn vroege waarschuwingssignalen van hartaandoeningen op te sporen.  

“De meeste hartproblemen zijn niet erg voor de hand liggend. De schade gebeurt op de achtergrond en we zijn ons er niet eens van bewust”, zegt Nanshu Lu, hoogleraar aan de afdeling Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek en hoofdauteur van de studie. “Als we bij mensen thuis kunnen beschikken over continue, mobiele monitoring, kunnen we een vroege diagnose en behandeling uitvoeren, en als dit mogelijk is, kan 80% van de hartziekten worden voorkomen.”

Deze nieuwe versie van de tool is een voortzetting van een eerder project met elektronische tattoos op de borst en is draadloos en mobiel, en werkt via een reeks kleine actieve circuits en sensoren die zorgvuldig zijn gerangschikt en verbonden door schaalbare onderlinge verbindingen. De tool past op de borst met een medisch verband en is veel minder intrusief dan andere monitoringsystemen, wat de patiënten meer comfort biedt.

Momenteel is er geen kant-en-klare oplossing voor comfortabele langetermijnmonitoring buiten het ziekenhuis of een andere medische setting. Artsen kunnen tests uitvoeren op patiënten tijdens hun consulten, maar het is mogelijk dat ze bepaalde hartproblemen niet ontdekken omdat de tekenen van de ziekte op dat moment niet aanwezig zijn.

De e-tattoo weegt slechts 2,5 gram en wordt gevoed door een batterij ter grootte van een cent. De batterij heeft een levensduur van meer dan 40 uur en kan gemakkelijk door de gebruiker worden vervangen.

De innovatieve tool biedt twee belangrijke metingen van het hart: een elektrocardiogram, en een seismocardiogram, of SCG.

Het ECG kan worden gemeten met mobiele apparaten zoals een Apple Watch. En het SCG kan worden gecontroleerd met behulp van een stethoscoop. Maar er is geen mobiele oplossing die in de buurt komt van een stethoscoop of beide metingen doet.

“Deze twee metingen, elektrische en mechanische, kunnen samen een veel vollediger beeld geven van wat er met het hart aan de hand is”, aldus Lu. "Veel andere cardiale kenmerken zouden niet-invasief kunnen worden afgeleid uit deze twee signalen die gesynchroniseerd worden gemeten." Door deze twee factoren te monitoren en te synchroniseren is het mogelijk harttijdintervallen te meten die een belangrijke indicator zijn voor hartaandoeningen en andere problemen.

Het ECG, SCG en andere verkregen gegevens (zoals temperatuur) worden in realtime via BLE (Bluetooth Low Energy) naar een hostapparaat zoals een smartphone verzonden. De onderzoekers ontwikkelden een aangepaste mobiele toepassing om verbinding te maken met de e-tattoo en de gegevens continu te ontvangen en op te slaan voor later gebruik. De applicatie biedt ook een gebruiksvriendelijke gebruikersinterface om de gegevens in realtime te bekijken, de signaalkwaliteit te controleren en belangrijke events te markeren.

De onderzoekers hebben de ool al getest op vijf gezonde patiënten in hun dagelijkse omgeving, met een laag foutenpercentage in vergelijking met de momenteel beschikbare monitoringopties. De volgende stap is verder testen, de eerste resultaten valideren en de proeven uitbreiden naar verschillende soorten patiënten.