دانشمندان دستگاه الکترونیکی حسگر قلب (e-tattoo) جدیدی با لایه قفسه سینه، فوق نازک و 100 درصد قابل کشش برای نظارت بر عملکرد قلب طراحی کرده اند. این دستگاه می تواند ECG، SCG (seismocardiogram) و فواصل زمانی قلب را به طور دقیق و مداوم برای مدت طولانی تری اندازه گیری کند تا فشار خون را کنترل کند.
بیماری(های) قلبی عروقی عامل اصلی مرگ و میر در سراسر جهان است. نظارت عملکرد قلب ما می تواند تا حدی به پیشگیری از بیماری های قلبی کمک کند. تست ECG (الکتروکاردیوگرام) فعالیت الکتریکی قلب ما را با اندازه گیری ضربان و ریتم قلب اندازه گیری می کند تا به ما بگوید که آیا قلب ما به طور طبیعی کار می کند یا خیر. آزمایش دیگری به نام SCG ( لرزه قلب ) یک روش مبتنی بر حسگر شتاب سنج است که برای ثبت ارتعاشات مکانیکی قلب با اندازه گیری ارتعاشات قفسه سینه ناشی از ضربان قلب استفاده می شود. SCG به عنوان یک اقدام اضافی همراه با ECG برای نظارت و تعیین ناهنجاری های قلبی با دقت و قابلیت اطمینان بهبود یافته در کلینیک اهمیت پیدا می کند.
دستگاه‌های پوشیدنی مانند تناسب اندام و ردیاب‌های سلامت اکنون جایگزینی امیدوارکننده و محبوب برای نظارت بر سلامت ما هستند. برای نظارت بر عملکرد قلب، دستگاه های نرم کمی وجود دارد که ECG را اندازه گیری می کنند. با این حال، سنسورهای SCG موجود امروزه بر اساس شتاب‌سنج‌های سفت و سخت یا غشاهای غیر قابل کشش هستند که آن‌ها را حجیم، غیرعملی و برای پوشیدن راحت نمی‌کند.
در یک مطالعه جدید منتشر شده در 21 مه در علوم پیشرفته، محققان دستگاه جدیدی را توصیف می کنند که می تواند روی قفسه سینه فرد لمینت شود (از این رو به نام تتو الکترونیکی) و عملکرد قلب را با اندازه گیری ECG، SCG و فواصل زمانی قلب کنترل کنید. این دستگاه منحصر به فرد فوق العاده نازک، سبک، قابل کشش است و می توان آن را بدون نیاز به چسب برای مدت طولانی بدون ایجاد درد یا ناراحتی روی قلب قرار داد. این دستگاه با استفاده از یک روش ساخت ساده و مقرون به صرفه از یک شبکه مارپیچ از صفحات پلیمر پیزوالکتریک تجاری موجود به نام پلی وینیلیدین فلوراید ساخته شده است. این پلیمر دارای خاصیت منحصر به فردی در تولید بار الکتریکی در پاسخ به تنش مکانیکی است.
برای راهنمایی این دستگاه، یک روش همبستگی تصویر سه بعدی، حرکت قفسه سینه ناشی از تنفس و حرکت قلب را ترسیم می کند. این به یافتن نقطه حسگر بهینه برای لرزش قفسه سینه برای نصب دستگاه کمک می کند. سنسور SCG نرم با الکترودهای طلای قابل کشش روی یک دستگاه ادغام شده است و یک دستگاه حالت دوگانه ایجاد می کند که می تواند به طور همزمان ECG و SCG را با استفاده از حسگر قلبی عروقی الکترو و صوتی (EMAC) اندازه گیری کند. ECG به طور معمول برای نظارت بر قلب استفاده می شود، اما هنگامی که با ضبط سیگنال SCG ترکیب می شود، دقت آن افزایش می یابد. با استفاده از این حسگر EMAC و انجام اندازه گیری های همزمان، فواصل زمانی مختلف قلبی را می توان با موفقیت استخراج کرد. و مشاهده شد که فاصله زمانی سیستولیک همبستگی منفی قوی با فشار خونبنابراین فشار خون ضرب به ضرب را می توان با استفاده از این دستگاه تخمین زد. همبستگی قوی بین فاصله زمانی سیستولیک و فشار خون سیستولیک/دیاستولیک مشاهده شد. یک گوشی هوشمند از راه دور این دستگاه را تغذیه می کند.
دستگاه ابتکاری نصب شده روی قفسه سینه که در مطالعه حاضر توضیح داده شد، مکانیسم ساده ای را برای نظارت مداوم و غیرتهاجمی فشار خون ارائه می دهد. این دستگاه یک سنسور مکانیکی آکوستیک فوق نازک، فوق سبک، نرم و 100 درصد قابل کشش است که حساسیت بالایی دارد و به راحتی قابل ساخت است. چنین پوشیدنی هایی که می توانند برای نظارت بر عملکرد قلب بدون نیاز به مراجعه به پزشک استفاده شوند، می توانند برای پیشگیری از بیماری های قلبی امیدوارکننده باشند.
***
{شما می‌توانید مقاله پژوهشی اصلی را با کلیک بر روی پیوند DOI که در فهرست منابع ذکر شده در زیر آمده است بخوانید}
منبع (ها)
Ha T. و همکاران 2019. تاتو الکترونیکی فوق نازک و قابل کشش با لایه قفسه سینه برای اندازه گیری الکتروکاردیوگرام، لرزه قلب و فواصل زمانی قلبی. علوم پیشرفته. https://doi.org/10.1002/advs.201900290
