Tattoo aus Graphen soll Blutdruck überwachen
Eine kontinuierliche Überwachung des Blutdrucks hilft bei der Bekämpfung kardiologischer Krankheiten. US-Forscher wollen die Sensoren nun ultraleicht machen.
(Bild: University of Texas at Austin / Texas A&M University / Nature Nanotechnology)
Blutdruckmessungen beim Arzt leiden systembedingt unter dem sogenannten Weißkitteleffekt: Ist ein Doktor oder eine Doktorin zugegen, steigt der Blutdruck aus Aufregung praktisch von selbst. Deshalb kann eine Eigenmessung zuhause genauer ausfallen.
Gute Daten nur über die Langstrecke
Doch will der behandelte Arzt wirklich gute Daten haben, kommt der Patient nicht um eine Langzeitblutdruckmessung herum. Dabei wird über einen längeren Zeitraum – zwischen 24 Stunden und mehreren Tagen – eine Armmanschette getragen, die sich regelmäßig automatisch aufpumpt und die Werte speichert. So erhält der Mediziner ein konkretes Bild über die Veränderungen im Tagesablauf, ja sogar in der Nacht. Angenehm ist das für den Patienten allerdings keinesfalls – jedenfalls bei traditionellen Geräten, die noch immer als Goldstandard gelten.
Eine Gruppe von Forschern an der Texas A&M University will nun einen deutlich weniger störenden Blutdruckmesser entwickeln, der eine tagelange Erfassung erlaubt, ohne dass der Patient es überhaupt merkt. Das schon vor knapp 140 Jahren erfundene Sphygmomanometer muss nicht mehr verwendet werden und die Messung soll dennoch sehr genau ausfallen.
Ultradünner, ultraleichter Sensor
Das Gerät, dass die Gruppe um den Elektro- und IT-Ingenieur Professor Roozbeh Jafari erfunden hat, ist ein elektronisches "Tattoo" aus Graphen. Es handelt sich dabei um einen extrem dünnen Aufkleber, der nur aus zwei Graphenschichten besteht, die auf einer Folie aus Kupfer sitzt und um eine nur 200 Nanometer dicke Acrylschicht ergänzt wird. Einmal aufgebracht, ist der für den Nutzer nicht zu spüren und schmiegt sich problemlos eng an die Haut.
Die Messung des Blutdrucks selbst erfolgt über die Bioimpedanz im Bereich des Handgelenks – also den elektrischen Widerstand durch das Gewebe. In seiner aktuellen Form erfolgt dies durch insgesamt zwölf einzelne Aufkleber, die in zwei Reihen verteilt sitzen. Über den ersten Patch wird eine kleine Spannung angelegt, die restlichen Messen die Veränderungen, um die Impedanz errechnen zu können.
Messung auch beim Sport
Aus den Impedanzmustern, die sich mit dem Blutvolumen in den Arterien ändern, lassen sich wiederum über einen Algorithmus des maschinellen Lernens Aussagen über den Blutdruck treffen. Ergänzt werden Daten wie die Pulsgeschwindigkeit und dessen Zeitverzug. Bei sieben Testvpersonen zeigte sich, dass die Genauigkeit der von Manschetten entsprechen kann.
Besser noch: Das System kann auch beim Sport getragen werden und ein Tattoo-Satz hält bis zu sieben Tage lang. Derzeit ist das System noch nicht ganz komplett: Die Elektronik wird über Metalldrähte angebunden und extern getragen. Denkbar wäre aber, die Technik in eine Computeruhr zu packen oder gar drahtlos mit dem Tattoo-Satz zu verbinden.
(bsc)