211service.com
Biosensori, kas ir pietiekami ērti valkāšanai 24-7
Daudziem medicīniskiem sensoriem, piemēram, sirds novērošanas elektrokardiogrammām (EKG) vai smadzeņu novērošanas elektroencefalogrammām (EEG), ir nepieciešams tiešs kontakts ar ādu un lipīgs gēla slānis, lai palīdzētu vadīt elektriskos signālus. Abas tehnoloģijas var būt ļoti precīzas, taču tās nav viegli pārnesamas no slimnīcas uz mājām. Tagad pētnieki no Kalifornijas Universitātes Sandjego uzskata, ka viņi, iespējams, ir atrisinājuši lipīgo situāciju ar sensoru, kas var nolasīt EKG un citus datus caur apģērbu, nekad nepieskaroties ādai.
Smadzeņu sensors: Jaunu bezkontakta sensoru (apakšā) var iestrādāt galvas saitē un noteikt elektrisko aktivitāti caur matiem un materiālu, nepieskaroties galvas ādai.
Zinātniekiem ir bijis grūti izstrādāt kaut ko tādu, kas var droši noteikt ādas polaritātes izmaiņas bez tieša kontakta. EKG elektrodi nosaka laiku, kas nepieciešams, lai mainīgas polaritātes viļņi (ko izraisa sirds-muskuļu kontrakcijas) nonāktu līdz dažādiem sensoriem, kas atklāj dažādu sirds daļu elektrisko aktivitāti. Pašlaik šiem sensoriem ir nepieciešama želeja vai alerģiju izraisoša līme. Nelipīgi vai sausi sensori ir neērti un īpaši jutīgi pret kustībām, tāpēc tos nevar izmantot ārpus klīnikas vai ilgu laiku.
Tā vietā, lai izmantotu elektrodus, UCSD pētnieki izveidoja kapacitatīvu sensoru, kas vada daudz vājākus signālus, bet var to darīt nelielos attālumos. Lai gan koncepcija ir radusies gadu desmitiem senā pagātnē, iepriekšējie mēģinājumi izveidot šādus sensorus ir bijuši nepraktiski masveida ražošanā — tie mēdza būt pārāk dārgi, pārāk jutīgi pret ārējo troksni vai abi. Sensors, ko izstrādājis bioinženieris Gerts Kaunenbergs un viņa maģistrantūras students Maiks Čī izmanto gatavus komponentus un gudras shēmas, lai apietu šīs problēmas. Iegūtais sensors var noteikt vājas kapacitātes izmaiņas un tās pastiprināt, vienlaikus novēršot apkārtējo elektrisko troksni, kas pastāv mums visapkārt. Tam, kas notiek šodien, ir nepieciešami vairāki diskrēti komponenti, saka Chi. Mūsu process padara to uzticamu un lētu, tāpēc mums ir ķēde, ko var ražot masveidā.
Chi sensors ir tikko lielāks par ceturtdaļu, un, ja vairāki sensori ir iestrādāti materiālā un savienoti kopā, tie izveido pārnēsājamu monitoru, ko pacienti var valkāt virs apģērba, veicot ikdienas rutīnu. Tas varētu nozīmēt palielinātu uzraudzības laiku un labāku pacientu atbilstību.
Pašlaik, kad kardiologi vēlas uzzināt, kā pacienta sirdsdarbība izskatās ilgāku laiku, viņi ir jānosūta mājās ar Holtera monitoru - pārnēsājamu EKG ierīci, kurā tiek izmantoti tie paši vadu, lipīgie elektrodi, ko izmanto slimnīcā. Taču šo monitoru var izmantot tikai līdz 48 stundām, un ne vienmēr rodas patoloģiski sirds ritmi tik īsā laika periodā. Daudzi no šiem notikumiem ir pārejoši, un ar mūsdienu tehnoloģijām jūs patiešām palaižat garām notikumus, jo nevarat tos ticami tvert, saka Čī. Ja pacients varētu valkāt vesti virs apģērba, šāda uzraudzība varētu turpināties tik ilgi, cik to pieprasa ārsts.
Gudrs apģērbs: Kad jaunie bezkontakta sensori ir iestrādāti vestē, tie var noteikt sirds darbību, izmantojot T-kreklu, un tos var valkāt nedēļu vai ilgāk.
Sensoru iekļaušana galvas saitē ļauj uzraudzīt arī kādu elektrisko aktivitāti smadzenēs. Vienreizējai ārsta vizītei ar EKG un EEG, iespējams, nav nozīmes tam, vai [lietojat lipīgos sensorus] vai nē. Bet ilgstošai lietošanai tas noteikti maina, saka Maysam Ghovanloo , Džordžijas Tehnoloģiju institūta bioinženieris.
UCSD grupa sadarbojas ar grupu Oregonas štata universitātē, lai izveidotu pilnībā bezvadu sensora versiju ar Bluetooth raidītāju, kas var pārraidīt informāciju uz uztvērēju. Es domāju, ka tas, ko viņi dara, ir patiešām nozīmīgs ieguldījums, saka Ēriks Topols, Sandjego Scripps Translational Science Institute direktors un bezvadu veselības speciālists. Es domāju, ka tas ir ļoti dzīvotspējīgs un pievilcīgs, un tas ir apsveicams papildinājums bezvadu sensoru rīku komplektam.
Ilgtermiņā Chi un Cauwenbergh cer, ka sensori varētu būt noderīgi arī smadzeņu un datora saskarnes lietojumprogrammu pilnveidošanā. Mēs vēlējāmies izveidot ļoti jutīgu sensoru, kas var droši uztvert signālus caur matiem bez netīriem želejas vai nobrāzumiem vai jebkādas sagatavošanas. Kaut kas viegli lietojams un ļoti ātrs, saka Chi. Šādus sensorus varētu izmantot, lai palīdzētu pacientiem ar mugurkaula traumām sazināties, vai pat tos varētu apvienot ar spēļu sistēmām.
Bet, lai gan EEG sensori var uztvert noteiktu smadzeņu darbību, sensori ir jāpadara jutīgāki, jo smadzeņu neironu darbība ir ļoti vāja. Bezkontakta elektrodi būs priekšrocība neatkarīgi no tā, kur tos novietosit uz ķermeņa, saka Rahuls Sarpeškars , MIT bioelektronikas inženieris. Taču visām šīm sistēmām, ja tās tiek izmantotas medicīnā, ir jātiek galā ar kustību un signāla stiprumu, kas padara EEG tehniski sarežģītāku.
Sirds lietojumi var būt tuvāki: Chi un Cauwenberghs ir dati, kas liecina, ka viņu sensori var uztvert signālus, kas ir gandrīz tikpat precīzi kā tie, kas iegūti, izmantojot gēla elektrodus. Chi veido jaunuzņēmumu Cognionics, lai tālāk attīstītu sensorus, un jau ir sācis sarunas ar medicīnas ierīču uzņēmumiem.