Medizinforschung: Blutdruckmessung durch elektronisches Tattoo

Ein elektronisches Tattoo aus Graphen soll beim Blutdruckmessen helfen. Ein Team aus Texas hat die wissenschaftliche Methode getestet.

Artikel veröffentlicht am 27. Juni 2022, 11:30 Uhr, Patrick Klapetz

Das elektronische Tattoo auf einem Handgelenk (Bild: University of Texas)

Ein Forschungsteam der Universitäten von Texas in Austin und der Texas A&M hat ein elektronisches Tattoo entwickelt, das kontinuierliche Blutdruckmessungen liefern kann. Seine Genauigkeit soll die auf dem Markt erhältlichen Optionen übertreffen.

Zudem soll das Tattoo bequem am Handgelenk liegen. Und hier zeigt sich schnell: Es handelt sich um kein Tattoo, das man sich beim Tätowierer stechen lässt. "Der Sensor für das Tattoo ist schwerelos und unauffällig. Man platziert ihn dort. Man sieht ihn nicht einmal", beschreibt ihn Roozbeh Jafari. Er ist Professor für Biomedizintechnik, Informatik und Elektrotechnik an der Texas A&M und Mitleiter des Projekts.

Ein merkwürdiges elektronisches Tattoo

Ein E-Tattoo eignet sich laut der Universitätsseite von Texas gut für die mobile Blutdrucküberwachung. Es befindet sich in einem klebrigen, dehnbaren Material, das die Sensoren umhüllt. Und es soll über einen längeren Zeitraum angenehm zu tragen sein.

Das E-Tattoo besteht aus dem Material Graphen, das dem Graphit aus unseren Bleistiften ähnelt. Seine Atome sind jedoch präzise in dünnen Schichten angeordnet, was Graphen zu einem der stärksten und dünnsten Materialien macht.

Im Gegensatz zu Smartwatches, mit denen man ebenfalls den Blutdruck messen kann, verrutschen die elektronischen Tattoos nicht. Die Kritik des Forschungsteams: Smartwatches seien möglicherweise weit von den Arterien entfernt, was genaue Messwerte erschwere. Wer zudem ein größeres Handgelenk oder dunklere Hautfarbe habe, könne fehlerhafte und stockende Daten durch die lichtbasierte Messung erhalten.

"Der Blutdruck ist das wichtigste Vitalzeichen, das man messen kann, aber die Methoden, ihn außerhalb der Klinik passiv ohne Manschette, zu messen, sind sehr begrenzt", erklärt Deji Akinwande. Er ist der Co-Leiter des Projekts und Professor am Fachbereich für Elektro- und Computertechnik an der UT Austin.

So funktioniert die Blutdruckmessung mit einem elektronischen Tattoo

Die Messung des E-Tattoos wird durch elektrischen Strom, der in die Haut geschossen wird, durchgeführt. Nach dem kleinen Stromstoß wird die Reaktion des Körpers mittels Bioimpedanzmessung analysiert. Dabei wird die Körperzusammensetzung eines Menschen durch die Erfassung einzelner Werte wie Wasser, Körperzellmasse und Fett analysiert.

Sobald sich das Blutvolumen verändert, verändert sich auch der Blutdruck. Zwischen den Blutdruckveränderungen und der Bioimpedanz besteht eine schwache Korrelation, die das Forschungsteam durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz erst studieren musste. Danach gelang es ihnen, Blutdruckwerte zu erhalten, die sogar genauer sind als fast alle heute auf dem Markt erhältliche Messoptionen.

Die Forschungsergebnisse wurden am 20. Juni 2022 im Fachmagazin Nature Nanotechnology unter dem Titel Continuous cuffless monitoring of arterial blood pressure via graphene bioimpedance tattoos (Kontinuierliche, manschettenlose Überwachung des arteriellen Blutdrucks mittels Bioimpedanz-Tattoos aus Graphen) veröffentlicht.

Diese Methode kann Blutdruckdaten in fast allen Lebenslagen, egal ob in stressigen Zeiten, beim Sport oder Schlafen liefern. An der Studie nahmen jedoch nur sieben Probanden teil, die das elektronische Tattoo für mehr als 300 Minuten trugen - nicht gerade repräsentativ. Ob die Technik massentauglich wird, bleibt abzuwarten.