Huyết áp là một trong những chỉ số quan trọng nhất sức khỏe tim mạch, nhưng rất khó để đo thường xuyên và đáng tin cậy bên ngoài cơ sở y tế. Trong nhiều thập kỷ, các thiết bị đeo quấn (vòng bít) trên cổ tay để đọc kết quả là tiêu chuẩn vàng.

Hiện nay, các nhà khoa học tại Đại học Texas ở Austin và Đại học Texas A&M Mỹ phát triển một thiết bị hình xăm điện tử có thể đeo thoải mái trên cổ tay trong nhiều giờ, cho phép đo huyết áp liên tục ở mức độ chính xác vượt trội hơn tất cả các thiết bị đeo hiện có trên thị trường. Tín hiệu từ hình xăm điện tử được gửi đến điện thoại thông minh, cho phép người dùng và nhân viên y tế có thể thường xuyên theo dõi tình trạng sức khỏe của bệnh nhân.

Deji Akinwande, GS Khoa Điện và Máy tính tại UT, lãnh đạo của dự án nghiên cứu cho biết, huyết áp là dấu hiệu quan trọng nhất mà bạn có thể đo được, nhưng các phương pháp thực hiện bên ngoài phòng khám một cách thụ động, không đeo vòng bít rất hạn chế. Phát minh mới được công bố trong một bài báo khoa học, xuất bản ngày 20/6/2022 trên tạp chí Nature Nanotechnology .

Huyết áp cao có thể dẫn đến các tình trạng nghiêm trọng về tim nếu không được điều trị kịp thời. Rất khó nắm bắt được bằng việc kiểm tra huyết áp truyền thống vì chỉ đo được một thời điểm, một điểm dữ liệu duy nhất.

Roozbeh Jafari, GS kỹ thuật y sinh, khoa học máy tính và kỹ thuật điện tại Texas A&M, đồng lãnh đạo dự án cho biết, đo huyết áp không thường xuyên có nhiều hạn chế và không cung cấp cái nhìn sâu sắc về hoạt động của cơ thể.

Hình xăm chữ điện tử là thiết bị theo dõi huyết áp di động hiệu quả do các cảm biến được bao bọc  trong một chất liệu co giãn, dính, tạo cảm giác thoải mái khi đeo trong thời gian dài và không bị trượt. Ảnh: Đại học Texas tại Austin

Việc theo dõi liên tục hình xăm điện tử cho phép đo huyết áp trong mọi tình huống, thời điểm căng thẳng cao độ, khi ngủ, tập thể dục, v.v. Thiết bị cho phép thực hiện hàng nghìn phép đo, hơn hẳn bất cứ mọi thiết bị đo có sẵn.

Theo dõi sức khỏe di động có những bước nhảy vọt trong những năm gần đây trên cơ sở công nghệ kỹ thuật số như đồng hồ thông minh. Những thiết bị này sử dụng các cảm biến kim loại, đọc các kết quả thu được từ nguồn sáng LED chiếu qua da.

Nhưng các đồng hồ thông minh hàng đầu vẫn chưa sẵn sàng theo dõi huyết áp thường xuyên do đồng hồ thông minh trượt quanh cổ tay và có thể ở xa các động mạch, không mang lại kết quả chính xác. Những phép đo trên cơ sở ánh sáng có sai số nhất định ở những người có tông màu da sẫm hơn hoặc cổ tay lớn hơn.

Graphene là một trong những vật liệu bền và mỏng nhất hiện nay và là thành phần chính trong hình xăm điện tử. Graphene có cấu trúc như than chì trong bút chì, nhưng các nguyên tử được sắp xếp chính xác thành các lớp mỏng.

Hình xăm điện tử (e-tattoos) được coi là một thiết bị theo dõi huyết áp di động do các cảm biến được bọc trong một chất liệu dính, co giãn, có thể đeo thoải mái trong thời gian dài và không bị trượt xung quanh.

Cảm biến trong hình xăm không trọng lượng và không phô trương rõ nét. Chỉ cần dán thiết bị lên tay như một miếng dán hình xăm thông thường  và không di chuyển khỏi vị trí đo huyết áp.

Thiết bị thực hiện các phép đo bằng cách bắn một dòng điện vào da, sau đó phân tích phản ứng cơ thể, được gọi là cản trở sinh học. Có mối tương quan giữa cản trở sinh học và sự thay đổi huyết áp liên quan đến sự thay đổi thể tích máu. Do mối tương quan không rõ ràng, nhóm nghiên cứu đã phát triển một mô hình Máy học để phân tích kết nối để đạt được kết quả đo huyết áp chính xác.

Trong y học, theo dõi huyết áp không dùng vòng bít là “chén thánh”, đáp ứng nhiều yêu cầu về y tế. Thiết bị là một bước tiến lớn của y học, sử dụng công nghệ điện tử, vật liệu tiên tiến giúp bệnh nhân thoát khỏi các máy móc, thu thập nhiều dữ liệu với độ chính xác cao dù ở đâu và cá nhân hóa việc chăm sóc.

Những dữ liệu thu được giúp tạo ra một bản sao kỹ thuật số (digital twin) cho phép mô hình hóa cơ thể con người, dự đoán và thấy được cách cơ thể phản ứng và đáp ứng với các phương pháp điều trị.

Các thành viên trong nhóm dự án bao gồm Dmitry Kireev và Neelotpala Kumar thuộc Khoa Kỹ thuật Điện và Máy tính tại UT Austin; Kaan Sel và Bassem Ibrahim thuộc Khoa Kỹ thuật Điện và Máy tính tại Texas A&M; và Ali Akbari thuộc Khoa Kỹ thuật Y sinh tại Texas A&M. Nghiên cứu được tài trợ từ Văn phòng Nghiên cứu Hải quân, Quỹ Khoa học Quốc gia và Viện Y tế Quốc gia.