A pressão arterial é o indicador mais importante da saúde do sistema cardiovascular humano, mas não há maneiras fáceis de monitorá-la por muito tempo. Tradicionalmente, a pressão é medida usando um manguito no braço – esta é uma maneira precisa, mas não a mais conveniente na vida cotidiana. Sensores ultrassônicos e pulseiras de fitness servem como alternativa, mas os primeiros não são muito convenientes e os segundos são imprecisos. Cientistas americanos propuseram outra alternativa – sensores de grafeno leves e duráveis.
Fonte da imagem: Universidade do Texas em Austin/Texas A&M University
Uma equipe de pesquisadores da Universidade do Texas em Austin e da Universidade Texas A&M, liderada por Roozbeh Jafari e Deji Akinwande, superou todos os obstáculos e desenvolveu uma “tatuagem” eletrônica de grafeno pegajosa e elástica que é confortável de usar por longos períodos de tempo e não desliza sobre a pele. Você pode aprender mais sobre o trabalho em um artigo na Nature Nanotechnology.
«O sensor de tatuagem é leve e invisível. Você precisa colocá-lo no corpo. Você nem o vê e ele não se move”, disse Jafari.
O aparelho faz medições aplicando uma corrente elétrica fraca na pele, o que possibilita medir a resistência da área do corpo entre os sensores. Como a corrente percorre o caminho de menor resistência – ao longo do fluxo sanguíneo rico em íons nos vasos – é possível coletar dados sobre a resistência do fluxo sanguíneo. Essa resistência muda de acordo com as flutuações da pressão arterial e pode-se construir uma relação clara entre uma e outra.
O algoritmo de aprendizado de máquina foi designado para determinar a dependência da resistência na pressão arterial, dividindo a matriz de medições coletadas em voluntários em dados para treinamento e teste do algoritmo. Para maior precisão, as informações sobre a velocidade das ondas de pulso foram coletadas por um dispositivo separado.
No total, os pesquisadores coletaram 18.667 registros, dos quais 89% foram para treinamento da rede neural e 11% para testes de validação cruzada. A precisão da medição foi de 0,2±4,5 mm Hg. Arte. para pressão diastólica e 0,2±5,8 mm Hg. Arte. para pressão sistólica, que é equivalente ao padrão IEEE Classe A para dispositivos de monitoramento de pressão arterial.
Fonte da imagem: Universidade do Texas em Austin/Texas A&M University
Curiosamente, o sensor de grafeno foi testado em calor extremo e durante esforço físico em voluntários, o que causou transpiração intensa. Em todos os casos, o sensor não se degradou e forneceu leituras precisas durante a operação de longo prazo – até 300 minutos ou mais. Isso é 10 vezes mais do que no caso de outros sensores, observam os pesquisadores.
Além disso, a instalação de sensores de grafeno sem peso em outras artérias e veias permitirá monitorar a propagação de uma onda de pressão em todo o corpo humano em dinâmica, o que permitirá à medicina aprender a monitorar melhor o estado do sistema circulatório humano .