Plaster måler pulsen uten elektronikk

Det ser ut som et lite gjennomsiktig plaster med en regnbue på overflaten.

Eller for den som er gammel nok – baksiden av en CD-plate.

Plasteret er det første av sitt slag i verden og kan i kombinasjon med et helt vanlig kamera i en helt vanlig smarttelefon måle to ting:

• pulsen

• stivheten i blodårene.

Dette er nok til å avdekke noen viktige funn om hjertets tilstand og hvordan hjerte- og karsystemet fungerer.

Plasteret er laget av silikongummi. Det er ikke nødvendig med elektronikk eller kabler.

Som sugekoppene til en blekksprut

– Vi ønsket å utvikle en fleksibel enhet som er billig. Det spesielle er at vi ganske enkelt kan se signalet fra hjertet på plasteret med våre egne øyne, sier Angelos Xomalis.

Han forsker på elektroniske systemer ved NTNU.

På den ene siden av plasteret finnes et mønster i nanoskala. Det endrer farge når materialet strekkes. På den andre siden er det laget en tredimensjonal klebestruktur.

Denne strukturen er inspirert av naturen, som sugekoppene til en blekksprut. Det gjør at plasteret fester seg godt til huden.

Når pulsbølgene fra blodårene får huden til å bevege seg, strekkes plasteret. Dette fører til små, men målbare endringer i fargen på den nanostrukturerte overflaten.

Fargeendringene kan registreres direkte med et vanlig mobilkamera, eller et hvilket som helst kamera. Og det helt uten behov for et spektrometer, laser eller annet spesialisert utstyr.

Ikke som en smartklokke

Ja, det ligner kanskje litt på en smartklokke som også kan måle pulsen. Likevel er teknologien som brukes, ulik.

Hvis man gløtter på baksiden av en smartklokke, vises det noen grønne lys.

Disse lysene sendes et lite stykke inn i huden og registrerer endringer i blodvolum over tid.

Dette er optisk overvåking.

– En ulempe med smartklokkemålingene er at de påvirkes sterkt av hvor mye pigment man har i huden, sier Xomalis.

Optisk overvåkning, som blant annet finnes i smartklokker, fungerer rett og slett dårligere for mørk hud.

– Optiske målinger er ikke like nøyaktige for alle hudtyper. Det er naturligvis et betydelig problem for likeverdige helsetjenester, sier Xomalis.

Plasteret er derimot basert på mekaniske bevegelser i hudoverflaten, ikke på hvordan lys absorberes i huden. Plasteret kan i tillegg til pulsmåling også måle stivheten i blodårene.

– Vi vet at blodårene generelt blir stivere med alderen. Dersom du trener mye og lever svært sunt, kan du ha et relativt ungt system av blodårer i kroppen. Dersom du røyker mye, kan du derimot ha blodårer som biologisk sett fremstår eldre, sier Torjus Lines Steffensen, forsker på bildediagnostikk ved NTNU.

Stive blodårer kan bidra til ulike typer hjerte- og karsykdom.

Denne typen informasjon er vanskelig å få fra optiske sensorer som brukes i for eksempel smartklokker.

– Vi kan altså hente ut mer informasjon med plasteret, sier Steffensen.

Kan erstatte avansert utstyr

For blant annet å måle stivheten i blodårene trengs det i dag avansert utstyr hvor det brukes elektroder som klistres på huden på brystkassen, armene og bena – og deretter kobles med ledninger til et EKG-apparat.

Mange har sikkert også opplevd å få en lysende hylse som festes på fingertuppen. Den måler pulsen og oksygenmetningen.

Dette er avansert utstyr som finnes på en akuttavdeling, ambulanse, fastlegekontor eller sykehus.

– I Norge fungerer kanskje dette fint. Hvis du befinner deg et avsidesliggende sted i Afrika eller i andre deler av verden hvor spesialisert helsepersonell og avansert utstyr kan være langt unna, oppstår det en utfordring, sier Xomalis.

Med plasteret trenger helsepersonell i hovedsak bare tilgang til en smarttelefon. Det har svært mange mennesker i verden allerede.

– Det vi egentlig gjør, er å ta mye av kompleksiteten i slike målesystemer og flytte den over til smarttelefonen, sier Steffensen.

Forskerne mener at denne teknologien kan være starten på en ny generasjon bærbare helsesensorer som er billige, energifrie og enkle å bruke.

Plasteret er en innovasjon fra NTNU og er i sin helhet designet, produsert og testet ved NTNU.

Kilde

Torjus L. Steffensen, Angelos Xomalis mfl.: Circuit-Free Cardiovascular Monitoring via Smartphone-Readable Skin-Interfaced Nanophotonic Films. Adv Mater., 2026. Doi: 10.1002/adma.74512

Slik er plasteret laget

Teknologien bygger på en tynn film av det elastiske materialet PDMS (silikongummi) med to spesialdesignede overflater.

Forskerne brukte storskala nanopreging for å produsere plasteret og undersøkte hvordan den optiske responsen endret seg ved mekanisk belastning.

Resultatene viste at en tøyning på bare to prosent ga en endring på ni prosent i fargeintensiteten. Denne responsen var stabil gjennom minst 1.000 belastningssykluser.

Den biomimetiske klebestrukturen forbedret dessuten festeevnen mot hud med 65 prosent sammenlignet med en flat PDMS-overflate.

I forsøk med 13 frivillige personer klarte håndholdte mobiltelefoner å registrere detaljerte pulsbølgeformer som samsvarte svært godt med kliniske referansemålinger.

I forsøket presterte plasteret bedre enn flere etablerte teknikker, blant annet tradisjonell fotopletysmografi, bildebasert PPG og piezoelektriske pulssensorer.

Artikkelen er produsert og finansiert av NTNU

NTNU er én av over 80 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Fikk du med deg disse sakene fra NTNU?

• 

  Samiske Snøfrid kan være stammor til norske konger

• 

  Dropper ungdommen i huset leksene og glemmer gymbagen? Dette kan være grunnen

• 

  Ansiktsmasker kan true din digitale sikkerhet

• 

  Skjelettet var så gammelt at arkeologene ble usikre på om dateringen var riktig

• 

  Her går 7 av 10 på jobb med smerter

• 

  Konflikt med far kan påvirke om unge får hjelp

Les flere saker fra NTNU her.

forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER