Cildin altında atardamarlardaki kan basıncını non-invaziv olarak izleyen yeni giyilebilir bir ultrason yama; insanların daha erken dönemde ve daha büyük hassasiyetle kardiyovasküler problemleri tespit etmelerine yardımcı olabilir. Testlerde; yama, kan basıncını ölçmek için bazı klinik yöntemlerin yanı sıra gerçekleştirilmiştir.
Uygulamalar; kalp ya da akciğer hastalığı olan hastalarda ve aynı zamanda ameliyat geçiren hastalarda kan basıncı değişikliklerinin gerçek zamanlı; sürekli olarak izlenmesini içerir. Yama, bir ultrason kullanarak çalışır. Bu yüzden potansiyel olarak vücudun derinliklerinde bulunan diğer vital bulguları ve fizyolojik sinyalleri non-invaziv şekilde izlemek için kullanılabilir.
UC San Diego Jacobs’ta Nano Mühendisliği Profesörü Sheng Xu: “Giyilebilir cihazlar şimdiye kadar cildin yüzeyinde ya da hemen altındaki sinyalleri algılamakla sınırlı kalmıştır. Fakat bu sadece buzdağının görünen kısmıdır. Ultrason teknolojisini giyilebilir cihazlara entegre ederek, çok fazla sayıda başka sinyali; biyolojik olayları izlemeye başlarız. Böylelikle giyilebilir elektronik cihazların algılama aralığına üçüncü bir boyut ekliyoruz.”
Yeni ultrason yama; ana arterleri derinin dört santimetre (bir inçten daha fazla) derinliğinde, merkezi kan basıncını sürekli olarak izleyebilir.
Çalışmaya dahil olan doktorlar; teknolojinin çeşitli yataklı prosedürlerde yararlı olacağını söylüyor.
UC San Diego Health Dergisinde Radyoloji Yazarı Dr. Brady Huang: “Bu, kardiyovasküler tıbbın büyük bir ilavesi olma potansiyeline sahip. Ameliyathanede, özellikle karmaşık kardiyopulmoner prosedürlerde; merkezi kan basıncının doğru gerçek zamanlı değerlendirmesine ihtiyaç vardır. Bu cihazın geleneksel yöntemleri tamamlama potansiyeline sahip olduğu yerdir.”
Cihaz, merkezi kan basıncını ölçer. Bu da, üst kol etrafına sarılı, periferal kan basıncı olarak bilinen, şişirilebilir bir manşon ile ölçülen kan basıncından farklıdır. Merkezi kan basıncı; merkezi kan damarlarındaki basınçtır; kanı kalpten doğrudan vücudun diğer büyük organlarına gönderir. Tıp uzmanları, merkezi kan basıncını periferik kan basıncından daha doğru olarak değerlendirir. Ayrıca kalp hastalığını öngörmede daha iyi bir yöntem olduğunu söylerler.
Bununla birlikte, merkezi kan basıncını ölçmek genellikle rutin muayenelerde yapılmaz. Son teknoloji ürünü klinik yöntem invaziv olup; bir hastanın kolunda, kasıkta veya boynunda bir damar içine yerleştirilmiş ve kalbe yönlendiren bir kateter içerir.
Diğer bir yöntem Non-invaziv yöntemdir. Ancak tutarlı bir şekilde doğru okumalar üretemez. Doğrudan bir büyük kan damarının üstünde deri üzerinde bir tonometre denilen kalem benzeri bir prob tutmayı içerir. İyi bir okuma elde etmek için tonometre, her seferinde doğru açı ile ve doğru miktarda basınçla sabit tutulmalıdır. Ancak bu testler ve farklı teknisyenler arasında değişebilir.
UC San Diego liderliğindeki ekip, kullanıcı hareket halindeyken bile, cilt üzerinde takılabilen ve her seferinde doğru ve hassas kan basıncı ölçümleri sağlayan yumuşak, esnek bir ultrason yaması olan uygun bir alternatif geliştirdi. Ayrıca yağlı dokuda hala iyi bir okuma yapabilir.
Yama; önkol, el bileği, boyun ve ayak üzerinde takan bir erkek denek üzerinde test edildi. Denekler hem hareketsiz kalınarak hem de egzersiz sırasında yapıldı. Yama ile toplanan kayıtlar; ticari bir tonometreden gelen kayıtlardan daha tutarlı ve hassastır. Yama kayıtları; geleneksel bir ultrason probu ile toplananlarla da karşılaştırılabilir.
**Ada-köprü yapısı, yamanın esnek ve gerilebilir olmasını sağlar. Kredi: Chonghe Wang / Doğa Biyomedikal Mühendisliği
Ultrasonu giyilebilir yapmak
Wang: “Bu çalışmanın en önemli gelişmesi; ultrason teknolojisini giyilebilir bir platform haline getirmesidir. Böylelikle şimdi sadece sığ dokularda değil; derinin altındaki derin damarların sürekli, invazif olmayan bir şekilde izlenmesi de sağlanabilir.”
Yama, “ada-köprü yapısı”yla adlandırılan ince bir silikon elastomer tabakasıdır. Bunlar her biri yay şekilli tellerle (köprüler) birbirine bağlanmış; bir dizi küçük elektronik parçalardır (adalar). Her bir ada; elektrotu ve bunların içinden geçtiğinde ultrason dalgaları üreten ‘piezoelektrik transdüserleri’ adı verilen cihazları içerir. Bunları bağlayan köprüler; ince, yay benzeri bakır tellerden yapılmıştır. Ada-köprü yapısı; tüm yamanın deriye uyum sağlamasına ve elektronik fonksiyondan ödün vermeden gerilmesini ve bükülmesini sağlar.
Yamada; derinin dört santimetreden daha derine kadar uzanan bir basınçlı kan damarının çapını sürekli olarak kaydetmek için ultrason dalgaları kullanılır. Bu bilgi daha sonra özelleştirilmiş yazılım kullanılarak bir dalga biçimine çevrilir. Dalga formundaki her pik veya çentiğin yanı sıra; dalga formunun genel şekli de kalpteki belirli bir aktiviteyi veya olayı temsil eder. Bu sinyaller; bir hastanın kardiyovasküler sağlığını değerlendiren doktorlara birçok ayrıntılı bilgi sağlar: Kalp yetmezliğini öngörmek için kullanılabilirler, kan kaynağının iyi olup olmadığını belirlerler, vb….
Sonraki adımlar
Araştırmacılar, yamanın kliniğe ulaşmadan önce pek öok aşamadan geçtiğini belirtiyorlar. İyileştirmeler arasında; bir güç kaynağının, veri işlem birimlerinin ve kablosuz iletişim yeteneğinin yamaya entegre edilmesi bulunmaktadır.
Ekip, projenin bir sonraki aşaması için veri işleme ve kablosuz teknolojiler konusunda uzmanlarla işbirliği yapmak istiyor.